Simulation des Einflusses von Wirkleistungsreduktion auf den Verteilnetzausbau am Beispiel Baden- Württemberg

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1 Simulation des Einflusses von Wirkleistungsreduktion auf den Verteilnetzausbau am Beispiel Baden- Württemberg Thomas Eberl Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung, Universität Stuttgart Veranstaltung: BNetzA meets Science Themenbereich: 3. Wirtschaftliche Perspektive des Netzausbaus Berlin, 25. Juni 2013

2 Gliederung 1. Zentrale Fragestellung und Hintergrund 2. Verteilnetzausbau in Baden-Württemberg 3. Simulation des Einflusses von Wirkleistungsreduktion 4. Zusammenfassung 1/ 17

3 1. ZENTRALE FRAGESTELLUNG UND HINTERGRUND 2/ 17

4 Zentrale Fragestellung und Hintergrund Zentrale Fragestellung: Was kostet der Ausbau der Verteilnetze? Installierte Leistung [GW] Installierte Leistung von EEG-Anlagen in Deutschland im Jahr 2010 HöS HS MS NS Biomasse PV Wasserkraft Windkraft Hintergrund: Übertragungsnetzebene Verteilnetzebene Quelle: EEG-Anlagenregister Starker Ausbau der erneuerbaren Energien findet überwiegend in der Verteilnetzebene statt. Durch die steigende Erzeugungsleistung in den Verteilnetzen kann es zu einer Umkehr des Lastflusses kommen und es können zunehmend Spannungsband- und Strombelastbarkeitsverletzungen auftreten. 3/ 17

5 2. VERTEILNETZAUSBAU IN BADEN-WÜRTTEMBERG 4/ 17

6 Modellierung der Verteilnetzebene Baden-Württemberg wird in 30 Regionen unterteilt. Es werden Hochspannungsnetze mit nachgelagerten Mittel- und Niederspannungsnetzen in den einzelnen Regionen simuliert. 5/ 17

7 Simulationsprozess Wiederholung der Simulation 6/ 17

8 Szenarien in Baden-Württemberg Anteil der Elektrizitätserzeugung an der Nachfrage [%] PV: 3,6 % Wind: 1,3 % PV: 15 % Wind: 1,7 % PV: 15 % Wind: 10 % PV: 17,5 % Wind: 1,7 % W 2030P Wasserkraft Biomasse Photovoltaik Wind onshore 7/ 17

9 Leitungsausbau über die Netzebenen Leitungsausbau findet überwiegend in der Niederspannungsebene statt 8/ 17

10 Notwendiger Netzausbau Gesamtkosten [Millionen Euro] PV: 15 % Wind: 1,7 % PV: 15 % Wind: 10 % PV: 17,5 % Wind: 1,7 % Leitungsausbau Regelbare Ortsnetztransformatoren W 2030P Durch eine Investition von 790 bis 900 Millionen Euro können unter den getroffenen Annahmen die erneuerbaren Energien in Baden- Württemberg bis zum Jahr 2030 in die Verteilnetze integriert werden. Im Szenario 2010 ist bei vollständiger Nutzung des Spannungsbandes von 10 % (nach DIN EN 50160) kein Leitungsausbau notwendig. 9/ 17

11 3. SIMULATION DES EINFLUSSES VON WIRKLEISTUNGS- REDUKTION 10 / 17

12 Methodik der Wirkleistungsbegrenzung Bei Verletzung technischer Restrikition: Automatische Begrenzung der Einspeisung der angeschlossenen Erzeugungsanlagen auf Basis von Wind und PV zum kritischen Zeitpunkt an betroffenen Anschlussknoten Vorteil: Einfache Umsetzbarkeit durch Strom und Spannungsmessung am Anschlussknoten ohne aufwendige IKT Nachteil: Möglicherweise übermäßige Begrenzung der EE-Einspeisung 11 / 17

13 Leitungsausbau in den Netzebenen Reduktion des Leitungsausbaus von bis zu 85 % in der NS Ebene 12 / 17

14 Kosten des Leitungsausbaus 13 / 17

15 Kosten des Leitungsausbaus Anteil der abgeregelten Energie an der Erzeugung in der Netzebene [%]: 4,87 0,12 8,5 3,66 <0,03 14 / 17

16 Kosten des Verteilnetzausbaus Anteil der abgeregelten Energie an der erzeugten Energie im Verteilnetz [%]: Kosten des Leitungsausbaus können um bis zu 64 % verringert werden Reduktion der Gesamtkosten um bis zu 25 % 15 / 17

17 4. ZUSAMMENFASSUNG 16 / 17

18 Zusammenfassung Durch eine Investition von 620 bis 900 Millionen Euro können die erneuerbaren Energien in Baden-Württemberg bis zum Jahr 2030 in den betrachteten Szenarien in die Verteilnetze integriert werden. Durch Wirkleistungsreduktion der Erzeugungsanlagen auf Basis von Wind und PV können die Kosten des Leitungsausbaus um bis zu 64 % und die Kosten des Netzausbaus um bis zu 25 % gesenkt werden. 17 / 17

19 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dipl. Wi.-Ing. Thomas Eberl Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (IER) Universität Stuttgart Heßbrühlstr. 49a Stuttgart Tel.: / 17

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