Zusammenarbeit der Verteilnetzbetreiber: Kaskadierung, VDE-AR-N-4140, etc.

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1 Zusammenarbeit der Verteilnetzbetreiber: Kaskadierung, VDE-AR-N-4140, etc. Programm Pfalzwerke Fachforum Das Netz der Zukunft, 06. Juni 2017 Ausgangssituation 90 % der in EE-Anlagen installierten Leistung ist an Verteilernetze angeschlossen. Diese Netze machen [..] ca. 98 % des gesamten deutschen Stromnetzes aus. (Verteilnetzstudie BMWi ) PW Netz AG 2014: P PVA,NS 242MW, P max,ns 356MW, n HA,NS Installierte Leistung /Jahreshöchstlast pro Entnahmestelle 0,71 Jahreshöchstlast pro Entnahmestelle 1,04kW PW Netz AG 2017: Installierte Leistung /Jahreshöchstlast pro Entnahmestelle 0,81 Quelle: BMWi Forschungsprojekt Nr. 44/12 Moderne Verteilernetze für Deutschland, 12. September 2014 Bei rund 5 % der deutschen Verteilernetzbetreiber übersteigt die Leistung von EE-Anlagen die Jahreshöchstlast an den Entnahmestellen. (Verteilnetzstudie BMWi ) Insbesondere bei Regionalnetzbetreibern mit geringer Besiedelungs-/Lastdichte ist häufig eine hohe installierte Leistung vorhanden und es kommt zur Rückspeisung ganzer Netzgruppen in das Übertragungsnetz _Kaskadierung.pptm (2/17) 1

2 Tendenz (Stand 12/2016) Spannungsebene Sparte Pinstalliert / MW 0,4 kv PV 281 0,4 kv BHKW 6 0,4 kv Wasser 2 0,4 kv Biomasse + Sonstige 1 20 kv Wind kv PV kv BHKW kv Biomasse + Sonstige kv BHKW + Sonstige kv Wind zzgl. in Netzen der Stadt- und Gemeindewerke (Daten aus Meldungen der Amprion und BNetzA) Überwiegend PVAn Überwiegend WEAn _Kaskadierung.pptm (3/17) Auswirkung: In MS-Netzen Konkurrenzsituation zwischen nachgelagerten Netzen und Erzeugungsanlagen 110kV-Netz Nachgelagterte Netze mit relevantem Bestand an Erzeugungsanlagen (EAn) wirken ebenso wie direkt angeschlossene Erzeugungsanlagen auf die Spannungshaltung im Netz ein. Erzeugungsanlagen unterliegen einem definierten Verfahren zur Beurteilung ihrer Netzverträglichkeit. Die Beurteilung der Netzverträglichkeit von EAn in nachgelagerten Netzen bezieht sich formal nur auf den Netzverknüpfungspunkt! Koordination und Intensivierung der Zusammenarbeit dringend erforderlich insbesondere in Bezug auf Netzausbau und Engpass-Situationen durch Baumaßnahmen. nachgelagertes Netz _Kaskadierung.pptm (4/17) 2

3 Verstärkt aufkommende technische Fragestellungen Die Einspeisung elektrischer Leistung führt zur Spannungsanhebung... Netzintegration von Erzeugungsanlagen macht in Nieder- und Mittelspannung i.d.r. den untererregten Betrieb erforderlich (VDE-AR-N 4105, etc.) Die in den NS- und MS-Netzen benötigte Blindleistung steht dort nicht zur Verfügung, wird also aus der jeweils vorgelagerten Netzebene bezogen... Die hohe dezentral installierte Leistung wirkt nicht nur auf den Wirk-, sondern auch auf den Blindleistungshaushalt im Übertragungsnetz ein Die Übertragungsnetzbetreiber stellen zur Aufrechterhaltung sicheren Netzbetriebs Forderungen an die Betreiber direkt nachgelagerter Netze deren Betreiber geben diese an ihre nachgelagerten Netze weiter... Darstellung: Amprion _Kaskadierung.pptm (5/17) BDEW/VKU-Praxis-Leitfaden (Aktuelle Fassung: Version 3.0 vom ) _Kaskadierung.pptm (6/17) 3

4 BDEW/VKU-Praxis-Leitfaden (Prinzip der Kaskade) 4 ÜNB ca. 900 VNB... Quellen: Praxis-Leitfaden für unterstützende Maßnahmen von Stromnetzbetreibern, VKU, BDEW, VDN _Kaskadierung.pptm (7/17) Kaskadierungsbereiche ÜNB Amprion 59 Stadt- und Gemeindewerke (1 HS, 15 HS/MS, 33 MS)... Pfalzwerke Netz AG _Kaskadierung.pptm (8/17) 4

5 BDEW/VKU-Praxis-Leitfaden (Szenarien) Erkennen der Situation und Auslösung der Kaskade durch regelzonenverantwortlichen ÜNB Erkennen der Situation und Auslösung der Kaskade durch ÜNB oder VNB Quelle: Praxis-Leitfaden für unterstützende Maßnahmen von Stromnetzbetreibern, VKU, BDEW _Kaskadierung.pptm (9/17) BDEW/VKU-Praxis-Leitfaden ( Zeitlicher Verlauf der Handlungsabfolge, Szenario 4) Quelle: Praxis-Leitfaden für unterstützende Maßnahmen von Stromnetzbetreibern, VKU, BDEW _Kaskadierung.pptm (10/17) 5

6 Historie _Kaskadierung.pptm (11/17) Historie... Aufgrund der nach Einschätzung der ÜNB in einigen Szenarien äußerst knappen verfügbaren Reaktionszeit wurde von der PW Netz AG eine Ergänzungsvereinbarung erarbeitet. Hinsichtlich der Reaktionszeit kritische Anforderungen des ÜNB wurden danach in die Verantwortung der Netzleitstelle der PW Netz AG gelegt _Kaskadierung.pptm (12/17) 6

7 VDE-AR-N 4140 ( Handlungsabfolge eines Szenarios Analogie zum BDEW/VKU Praxisleitfaden) Quelle: VDE-AR-N _Kaskadierung.pptm (13/17) VDE-AR-N 4140 Anwendungsbeginn der VDE-Anwendungsregel ist Die Anforderungen [..] zu den Zeiten für die Umsetzung von Maßnahmen sind so schnell wie möglich, spätestens aber 2 Jahre nach Veröffentlichung der VDE-AR-N 4140 einzuhalten. Kapitel 4.6 Zeiten für die Umsetzung von Maßnahmen enthält zeitliche Vorgaben zu den Stufenzeiten (max. 12min je Netzbetreiber), deren Einhaltung unabhängig von der Netzführung durch Dienstleister gefordert wird. Die ersten drei Stufen einer Kaskade sollen innerhalb einer Kaskadenzeit t K 18 min umgesetzt werden. für die Pfalzwerke Netz AG und die Betreiber nachgelagerter Netze besteht eine Vorgabe von 18min _Kaskadierung.pptm (14/17) 7

8 VDE-AR-N 4140 Zeiten gemäß Kapitel 4.6 Gesamtkaskadenzeit zzgl. Vorbereitungszeit des auslösenden Netzbetreibers Gesamtkaskadenzeit t 18min Auslösender Netzbetreiber Umsetzungszeit Vorbereitungszeit Netzbetreiber 2 Kaskadenstufenzeit NB 2 Netzbetreiber 3 Vorbereitungszeit Vorbereitungszeit Vorbereitungszeit Kaskadenstufenzeit NB 3 Netzbetreiber n Umsetzungszeit Umsetzungszeit Umsetzungszeit Kaskadenstufenzeit 12min Vorbereitungszeit: max. 6 min beinhaltet Ermittlung der Netzdaten und Abruf der Leistungswerte von Erzeugungsanlagen und Leistungsabnahmen, Bildung des vollständigen Netzabbilds und ggf. eines Aufteilungsschlüssels, Ermittlung der Höhe der Maßnahme und Versand der Anforderung Umsetzungszeit: beinhaltet die Umsetzung der Maßnahmen im eigenen Netz. Kaskadenstufenzeit: besteht bei den ausführenden Netzbetreibern aus Vorbereitungszeit und Umsetzungszeit, wobei die Vorbereitungszeit nicht länger als 6 min betragen darf. Als Obergrenze für die Kaskadenstufenzeit sind 12 min für jeden einzelnen in der Kaskade beteiligten ausführenden Netzbetreiber vorgegeben. Gesamtkaskadenzeit: Zeit von der Anforderung zur Durchführung einer Maßnahme durch den auslösenden Netzbetreiber bis zur Umsetzung über alle Ebenen einer operativen Kaskade hinweg. Die ersten drei Stufen einer Kaskade sollen innerhalb einer Kaskadenzeit t K 18 min umgesetzt werden _Kaskadierung.pptm (15/17) Weitere Schritte Die Anforderungen [..] zu den Zeiten für die Umsetzung von Maßnahmen sind so schnell wie möglich, spätestens aber 2 Jahre nach Veröffentlichung der VDE-AR-N 4140 einzuhalten. Optionen zur Umsetzung: - 24/7-Besetzung - Fernwirktechnik (Übermitteln eines Sollwerts bei Anforderung zur Leistungsreduktion analog Einspeisemanagement) - Einbeziehung in Lastmanagement der PW Netz AG Zumindest als Interimslösung wird die Pfalzwerke Netz AG für solche Netzbetreiber, welche die geforderte Reaktionszeit mangels 24/7-besetzter Warte nicht einhalten können, die Einbeziehung in das Lastmanagement anbieten _Kaskadierung.pptm (16/17) 8

9 Kontakt Dr.-Ing. Klaus Zimmer Pfalzwerke Netz AG In der Schlicht Mutterstadt Telefon: Klaus.Zimmer@Pfalzwerke-Netz.de _Kaskadierung.pptm (17/17) 9