Resiliente Verteilnetze für eine sichere Versorgung von morgen

Transkript

1 Resiliente Verteilnetze für eine sichere Versorgung von morgen BDEW-Fachkongress Treffpunkt Netze Berlin, Dr.-Ing. Eckehard Tröster Energynautics GmbH,

2 Inhalt Erneuerbare Energien vs. Versorgungssicherheit Was ist Resilienz? Maßnahmen für resiliente Verteilnetze Projektvorstellung: Cell-Controller Projekt (Dänemark) Fazit 2

3 Erneuerbare Energien erhöhen die Versorgungssicherheit!? SAIDI in MInuten Deutschland % 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% EE-Anteil SAIDI = System Average Interruption Duration Index Quelle: Council of European Energy Regulators und Eurostat 3

4 Erneuerbare Energien erhöhen die Versorgungssicherheit!? Großbritannien 30% 25% SAIDI in Minuten % 15% 10% 5% EE-Anteil % SAIDI = System Average Interruption Duration Index Quelle: Council of European Energy Regulators und Eurostat 4

5 Erneuerbare Energien erhöhen die Versorgungssicherheit!? Großbritannien 30% 25% SAIDI in Minuten % 15% 10% 5% EE-Anteil % SAIDI = System Average Interruption Duration Index Quelle: Council of European Energy Regulators und Eurostat 5

6 Erneuerbare Energien erhöhen die Versorgungssicherheit!? SAIDI in Minuten Dänemark % 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% EE-Anteil SAIDI = System Average Interruption Duration Index Quelle: Council of European Energy Regulators und Eurostat 6

7 Erneuerbare Energien erhöhen die Versorgungssicherheit!? SAIDI in Minuten Frankreich % 18% 16% 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% EE-Anteil SAIDI = System Average Interruption Duration Index Quelle: Council of European Energy Regulators und Eurostat 7

8 Erneuerbare Energien erhöhen die Versorgungssicherheit!? ABER: Wir bewegen uns von einem System mit Synchrongeneratoren zu einem leistungselektronisch dominierten System! Die Trägheit im System wird reduziert. Der Kurzschlussstrombeitrag wird reduziert. Die Spannungshaltung wird erschwert. 8

9 In vielen Ländern wird die Systemträgheit in 2030 kritisch! GUT H = 3-4s SEHR GUT H > 4s KRITISCH H < 2s NIEDRIG H = 2-3s Quelle: ENTSO-E, Guidance on High Penetration of Power Electronic Interfaced Power Sources (HPoPEIPS),

10 Das Risiko steigt! Ein Systemsplit wie in 2006 würden wir heute nicht so unbeschadet überstehen! Anonym, Vertreter eines deutschen ÜNBs 10

11 Blackout 11

12 Eine Teil der Lösung: Resiliente Verteilnetze 12

13 Warum Verteilnetze? Die Bedeutung der Verteilnetze im Verbundsystem steigt! mehr dezentrale Erzeuger Windenergieanlagen Photovoltaikanlagen Blockheizkraftwerke Batteriespeicher neue Verbraucher Elektromobilität Wärmepumpen Hybridheizungen 13

14 Was ist Resilienz? Resilienz bezeichnet die Fähigkeit von technischen Systemen, bei Störungen nicht vollständig zu versagen, sondern wesentliche Systemdienstleistungen aufrechtzuerhalten. z.b. Kurzschluss Kundenversorgung Stromversorgungs system Quelle: WIKIPEDIA 14

15 Resiliente Netze 100% Ideales Netz Kürzere Unterbrechungszeit Kundenversorgung 80% 60% 40% Geringere Betroffenenzahl Resilientes Netz Schnellerer Wiederaufbau 20% 0% Herkömmliches Netz Zeit 15

16 Maßnahmen für die Steigerung der Resilienz von Verteilnetze IT Sicherheit Richtlinien Netzüberwachung Schutzkonzepte Planung Intelligente Steuerung Betrieb Workforce Management Microgrids 16

17 Es geht! Cell-Controller Projekt in Dänemark Auftraggeber: Projektpartner: Quelle: Google Maps 17

18 Pilot-Zelle: Umspannwerk Holsted 60 kv BHKW-Leistung: 37 MW Wind-Leistung: 39 MW Maximallast: 61 MW 150/60 kv Trafo: 100 MVA 2 MW G 8,8 MW G HEJ BID Wind 4 MW BIO BIS MØR Wind 7 MW ÅRR AGB 3,3 MW Wind VOB LIK 2 MW Wind GLE HOD Wind 2 MW REV G 15,5 MW BMØ GØR HOS FØV G 3 MW 3,8 MW G BRØ Wind 2 MW Wind 3,6 MW VJV 18

19 Die Windkraftanlagen wurden mit Mess- und Steuerungstechnik ausgerüstet... 1 MW Windturbinen NEG Micon NM60/1000 Monitoring 19

20 ...ebenso die Blockheizkraftwerke 20

21 Für den Testbetrieb wurden zusätzliche Betriebsmittel installiert 1000 kw schnellschaltende Last für Frequenzregelung 800 kva Phasenschieber für Spannungsregelung 21

22 Inselbetrieb mit Kunden HOD 60 Spannung kv Voltage Frequenz Frequency Wind- Wind Generation leistung (Aggregated) Resynchronisation Resynchronization Island Inselbildung Transition 22

23 Ergebnis: Die Funktionstüchtigkeit des Cell-Controllers wurde nachgewiesen Import/Export-Regelung während Netzparallelbetrieb (Virtuelles Kraftwerk) Spannungsregelung im Verteilnetz Schneller Übergang zu stabilem Inselbetrieb Aufrechterhaltung des Inselbetriebs Resynchronisation mit überlagertem Netz und somit das wahrscheinlich weltweit erste resiliente Netzkonzept auf Verteilnetzebene erfolgreich demonstriert. 23

24 Fazit Mit zunehmendem Anteil erneuerbarer Energien und neuen Verbrauchern kommen neue Herausforderungen hinsichtlich der Versorgungssicherheit auf uns zu. Ein Teil der Lösung werden resiliente Verteilnetze sein. Daher müssen wir schon heute mit kleinen Schritten anfangen und die Sichtbarkeit und Steuerbarkeit der Verteilnetze erhöhen. 24

25 Vielen Dank! Kontakt: Dr.-Ing. Eckehard Tröster Energynautics GmbH Robert-Bosch-Str Darmstadt Studienreise Herbst 2018: Elektromobilität und Verteilnetze in Norwegen Jetzt informieren! e.troester@energynautics.com 25

26 I M P R E S S U M BDEW-Fachkongress Treffpunkt Netze und 27. März 2019 in Berlin Veranstalter und Herausgeber EW Medien und Kongresse GmbH Reinhardtstr Berlin März 2019 Copyright: Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Das gilt vor allem für Vervielfältigungen in irgendeiner Form (Fotokopie, Mikrokopie oder ein anderes Verfahren), Übersetzung und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.