Bewertung des Einsatzpotentials eines assetbezogenen Virtuellen Kraftwerks

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1 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft Bewertung des Einsatzpotentials eines assetbezogenen Virtuellen Kraftwerks Björn wisdorf, Sebastian Stepanescu Workshop zur Dezentralen Netzstützung Energieforschungszentrum oslar TU Clausthal,

2 Konzept und Motivation des VK-Einsatzes Konzept des VK-Einsatzes Regelung der DEA-Einspeisung Peak-Shaving Ziel des VK-Einsatzes Vermeidung / Verzögerung des Netzausbaus eringere Dimensionierung von Betriebsmitteln Einsparung von Betriebsmitteln Einsparung von Kuppelleistung Nutzen des VK-Einsatzes Verzögern von Investitionen Vermeiden von Investitionen 110 kv 10 kv 10 kv 0,4 kv 2

3 Struktur des Virtuellen Kraftwerks Definition des Virtuellen Kraftwerks (VK) Elektrisches Netz Thermisches Netz IT-Netzwerk Koordination Netz DEA 1 DEA n+1 therm. Netz 1 Speicher 1 Last 1 DEA 2 DEA n+2 therm. Netz 2 Speicher 2 Last 2 DEA n DEA m therm. Netz u Speicher v Last w Konfiguration des betrachteten VK DEA mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) Stetiger Zuwachs der installierten DEA-Leistung VDE-Studie: Weitere 4 W bis

4 Modellierung der µkwk-systeme Struktur der µkwk-modelle VDI Elektrisches Netz Merkmale des µkwk-modells zur Simulation Thermische Last gemäß VDI 4655 VDI 4655: Referenzlastprofile von Ein- und Mehrfamilienhäusern für den Einsatz von KWK-Anlagen Wärmegeführtes Systemverhalten Hysteresen-Regelung Variation der Temperatur des thermischen Speichers 4

5 5 Verfahren der Dynamischen Kategorisierung µkwk-anlagen im elektrischen Verteilungsnetz Kategorisierung der µkwk-anlagen nach Temperatur des Speichers VK-Einspeisung beginnend mit Kategorien der geringsten Temperatur Maximierung der Dauer der unterbrechungsfreien Einspeisung Kontrolliertes Ansteigen der VK-Einspeisung 110 kv 10-kV-Netz 0,4-kV-Netze Temperatur c c c Kategorie

6 Einfluss des VK-Betriebs auf µkwk-anlagen Temperatur des thermischen Speichers unterbrechungsfreie Einspeisung bei VK-Betrieb Definition von zwei weiteren Temperaturwerten für VK-Betrieb Maximierung der Dauer der unterbrechungsfreien Einspeisung der DEA 6

7 Einsparung von Kuppelleistung Wirkleistung [kw] Wirkleistung [MW] Blindleistung [Mvar] Wirk- und Blindleistung eines 110/10-kV-Transformators P ohne VK P mit VK Q ohne VK Q mit VK Zeit [h] Einspeisung der µkwk-anlagen (10-kV-Strang) Zeit [h] Einspeisung ohne VK Einspeisung mit VK 7

8 Vorläufige Ergebnisse der VK-Netzstudie Einfluss auf Leistungsflüsse und Netzplanung eringere Dimensionierung von 10-kV-Kabeln möglich, geringer wirtschaftlicher Nutzen Verzögerung von Netzausbaumaßnahmen bei 10-kV-Kabeln und 110/10-kV-Transformatoren möglich Wirtschaftlicher Nutzen muss mit IKT-Kosten und finanziellen Anreizen für DEA-Betreiber zur Teilnahme am VKW bilanziert werden Assetbezogenes VKW nur wirtschaftlich, wenn netztechnischer Nutzen durch wenige große DEA erreicht wird (Prüfung im Einzelfall erforderlich) Hinweis auf Veröffentlichung Rehtanz, C.; Laskowski, M; wisdorf, B.: Einsatzpotential eines assetbezogenen Virtuellen Kraftwerks, VDE ET-Kongress 2009 Intelligente Netze, Düsseldorf,

9 Ende der Präsentation Ende der Präsentation Danke für ihre Aufmerksamkeit Dipl.-Ing. Björn wisdorf Technische Universität Dortmund Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft Emil-Figge-Str Dortmund Tel.: 0231 / Fax: 0231 / Mail: bjoern.gwisdorf@tu-dortmund.de Dipl.-Ing. Sebastian Stepanescu Technische Universität Dortmund Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft Emil-Figge-Str Dortmund Tel.: 0231 / Fax: 0231 / Mail: sebastian.stepanescu@tu-dortmund.de 9