M. Luther, E.ON Netz GmbH, Bayreuth U. Radtke, E.ON Netz GmbH, Lehrte Betrieb und Planung von Netzen mit hoher Windenergieeinspeisung

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1 M. Luther, E.ON Netz GmbH, Bayreuth U. Radtke, E.ON Netz GmbH, Lehrte Betrieb und Planung von Netzen mit hoher Windenergieeinspeisung Internationaler ETG-Kongress 2001 Nürnberg, Oktober 2001

2 Übersicht: Betrieb und Planung von Netzen mit hoher Windenergieeinspeisung Stand der Windenergienutzung in Deutschland Windenergieanlagen in der Regelzone von E.ON Netz Betriebsführung und Engpassmanagement Netzentwicklung und Anforderungen an WEA Vorhaltung von zusätzlichen Kraftwerksreserveleistungen Zusammenfassung

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4 installierte Leistung/Jahr, MW kumulierte installierte Leistung, MW Stand der Windenergienutzung Entwicklung und Prognose in Deutschland kumulierte installierte Leistung Ende 2001: 2,4 % Windstrom Quelle: DEWI

5 Stand der Windenergienutzung - Europa EU: MW Andere 2,3% Schweden 1,8% Griechenland 1,5% Irland 0,9% Großbritannien 3,2% Frankreich 0,5% Spanien 17,4% Italien 3,3% Niederlande 3,5% Dänemark 17,9% Deutschland 47,7% Quelle: DEWI

6 WEA-Leistung in MW Erwartete Entwicklung der On- und Off-shore-WEA- Einspeisungen On-shore und Off-shore On-shore Off-shore

7 Einspeisung und Lasten im nördlichen E.ON Netz Geplante Windeinspeisung Offshore NZ Lübeck NZ Ems-Elbe Summe MW MW MW MW Abnahme Übertragungskapazitäten national Schwachlast Starklast MW RWE Net E.ON Netz Süd MW MW Übertragungskapazitäten international Eltra MW TenneT MW Baltic Cable 600 MW Viking Cable 600 MW Rechenbeispiel (Schwachlast + 90% Windeinspeisung) Einspeisung Wind MW Abnahme Schwachlast MW maximaler Export (national) MW Überschuss MW

8 Windenergie - Off-shore: aktuelle Anträge in Deutschland Quelle: Sonne, Wind und Wärme 4/2001 Parkgrößen: MW Summe: ca MW Planungshorizont: 2010

9 Anschluss eines Off-shore-Windparks Quelle: Siemens

10 Lösungen zur Netzanbindung von Offshore-Windparks - vorläufige Ergebnisse eigener Systemstudien Netzausbau im Hoch- und Höchstspannungsnetz ist unvermeidlich - Umfang richtet sich nach den zu realisierenden Kapazitäten Netzverstärkungsmaßnahmen stehen in direktem Zusammenhang mit dem technischen Konzept der Anbindung Notwendigkeit von erweiterten Anforderungen an Windenergieanlagen hinsichtlich ihrer netzstützenden Funktionen Regel- und Reserveleistung muss auch künftig in ausreichendem Maße zur Verfügung stehen

11 Systemtechnische Grenzen der Windeinspeisung Thermische Überlastung der Betriebsmittel Verlust der Spannungsstabilität Verlust der Frequenzstabilität Aufgabe des Übertragungsnetzbetreibers: Gewährung eines sicheren Systembetriebs ohne Einschränkungen der Versorgungszuverlässigkeit

12 Lastfluss und Windeinspeisung G 380/220 kv G 380/220 kv Netz Netz 110 kv 110 kv Netz Netz MS MS Last Last Ohne Wind Mit Windüberschuss

13 Koordiniertes Engpassmanagement Verfügbare regelzoneninterne Re-Dispatching- Maßnahmen ~ ~ ~ 380/220-kV-Ebene Konventionelle Erzeugung ~ ~ ~ 110-kV-Ebene ~ ~ WEA-Direktanschluss on- und off-shore HVDC MS-Ebene VNB Mögliche Lagen eines Engpasses Verteilte WEA

14 Leistung MW Windeinspeisung in der E.ON-Regelzone Mo Di Mi Do Fr Sa So Wochengang ab

15 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 0:00 Leistung MW Ausgleichsbedarf für die Windeinspeisung bei E.ON Netz (Beispiel) Regelleistungsbedarf E.ON Ist-Wind Prognose 9:00 Uhr Vortag ÜNB-Ausgleichslieferung Lieferung an BKV bis

16 Anzahl Häufigkeitsverteilung des Windausgleichsbedarfs März bis Mai Min : MW Max: 1619 MW Mittel -49 MW Standab: 366 MW Leistung MW

17 Zusammenfassung E.ON Netz stellt sich als Übertragungsnetzbetreiber den künftigen Herausforderungen zur Netzanbindung von Großwindparks. Onshore sind bereits heute technische Grenzen der Windeinspeisung erreicht. Die Erweiterungen der Netzinfrastruktur muss mit der Dynamik der Entwicklung der Anschlussbegehren Schritt halten können. Die Einbindung der aus Offshore-Windparks erzeugten Leistungen bedingt mit Blick auf die Gesamtwirtschaftlichkeit der Lösungen eine konstruktive Zusammenarbeit von Projektträgern, Anlagenherstellern, Netzbetreibern und Genehmigungsbehörden.