Smart Grids im Praxistest Erkenntnisse eines Netzbetreibers

Transkript

1 Smart Grids im Praxistest Erkenntnisse eines Netzbetreibers Integration Photovoltaik Dipl.-Ing. Dr. Walter Tenschert Geschäftsführer Technik

2 Netz Oberösterreich GmbH Verteilernetzbetreiber Strom Kundenanlagen GWh/a Abgabe Quelle Hintergrundgrafik: Google Earth 2

3 Forschungsprojekte um 2010 Erkenntnis: von Forschung zur Umsetzung wir brauchen heute Lösungen Pionierregion Oberösterreich F DG Demonet Smart LV Grid igreengrid F F 3

4 Smart Grids Pionierregion Oberösterreich Idee: Lösung heutiger Problemstellungen mit frühen Erkenntnissen aus Technologien der Zukunft St. Georgen bei Braunau Spannungsregler ABB Eberstalzell Solarcampus Netzführungszentrum PV-Erzeugung online Linz Data Security Prüflabor Smart Meter Netzqualität Gmunden Smart Meter Zentrale DG DemoNet Smart LV Grid 2 x Spannungsregler Siemens Längsregler Eberle PV-Integration ca Smart Meter 37 Power-Snap-Shot Qualitätsmonitoring 4

5 bis 5 kw bis 20 kw bis 50 kw bis 100 kw bis 400 kw > 400 kw Entwicklung PV bei Netz Oberösterreich Anzahl Anzahl PV-Anlagen Installierte PV-Leistung 100 MW PV-Anlagen nach Leistung In OÖ ist Photovoltaik eine Herausforderung an das Niederspannungsnetz! ~2/3 des Anlagenumfangs ~1/3 des Wiederbeschaffungswerts Niederspannung 5

6 Wo liegt das Problem in der Niederspannung? Ein Stromnetz ist auf Leistung auszulegen nicht auf Energie Leistung 4 kw 3 kw 2 kw Erzeugung PV-Anlage Spannungsband mit PV 1 kw 0 kw -1 kw Einspeisung Spannungshub Spannungsabfall Lieferung Netztransport -2 kw -3 kw -4 kw Tageszeit Verbrauch Haushalt Spannungsband ohne PV 6

7 Spannungsanhebung im Niederspannungsnetz Spannungsverlauf: ohne Photovoltaikanlagen oberer Grenzwert 100 % 230 V unterer Grenzwert 7

8 Spannungsanhebung im Niederspannungsnetz 5 kwp 5 kwp 20 kwp Spannungsverlauf: mit Photovoltaikanlagen oberer Grenzwert 100 % 230 V unterer Grenzwert 8

9 Spannungsanhebung im Niederspannungsnetz 5 kwp 5 kwp 20 kwp Spannungsverlauf: Pfingstsonntag Mittag oberer Grenzwert 100 % 230 V unterer Grenzwert 9

10 Spannungsregelung Geregelter Ortsnetztransformator 5 kwp 5 kwp 20 kwp Spannungsverlauf: Pfingstsonntag Mittag oberer Grenzwert 100 % 230 V 95 % 219 V unterer Grenzwert 10

11 Spannungsregelung Längsregler 5 kwp 5 kwp 20 kwp Spannungsverlauf: Pfingstsonntag Mittag oberer Grenzwert 100 % 230 V unterer Grenzwert 11

12 Spannungsregelung Wechselrichter-Blindleistung 5 kwp 5 kwp 20 kwp Q Spannungsverlauf: Pfingstsonntag Mittag oberer Grenzwert 100 % 230 V unterer Grenzwert 12

13 Spannungsregelung Batteriespeicher 5 kwp 5 kwp 20 kwp Spannungsverlauf: Pfingstsonntag Mittag oberer Grenzwert 100 % 230 V unterer Grenzwert 13

14 Anwendungsentwicklung in der Pionierregion 5 kwp 5 kwp 20 kwp Q Überladung mit PV Gezielte Integration zu vieler PV-Anlagen Lösen der erwarteten technische Probleme on the job Die meisten Lösungen laufen im Praxistest Funktion Batteriespeicher in anderen Studien gut untersucht ergänzt E-Mobilität 14

15 Erkenntnisse aus Pionierregion Es gibt nicht die eine Lösung Niederspannungsnetze sind extrem unterschiedlich Bauchladen an Lösungsmöglichkeiten Individuelle Kombination Alle Lösungen haben Grenzen Ab einer bestimmten Menge PV muss das Netz ertüchtigt werden. Derzeitige Smart-Grid-Lösungen sind teuerer als Netzausbau (Investition, Konzeption, Betrieb) zu wenig stabil und robust zu kurzlebig Aus heutiger Sicht Smart-Grid-Lösungen brauchen noch Zeit Härtung Wirtschaftlichkeit build and forget Heute ist Netzverstärkung noch die beste Lösung 15

16 Situative Leistungsbegrenzung 100 % 50 % Leistung Begrenzung der PV-Einspeiseleistung abhängig von der Ist-Netzsituation Abgehen von starren Planungsrechnungen wenige Stunden im Jahr wahrscheinlichkeitsbasierte Analysen Bei Energieverlust von ca. 10% je PV-Anlage können ca. 3 mal so viele Anlagen integriert werden. 270 % anstelle 100 % PV ohne Netzausbau Energie 0 % Dauerlinie 2011 der 1-MW-PV-Anlage Eberstalzell der Energie AG Oberösterreich 1 Jahr 16

17 Zusammenfassung Der PV-Rollout läuft. Technische Smart-Grid-Komponenten brauchen noch Zeit. Wir brauchen eine strukturierte und objektive Diskussion. Elektrizität ist eine Lebensader unserer Gesellschaft. Experimente sind tunlichst zu vermeiden. Dipl.-Ing. Dr. Walter Tenschert Netz Oberösterreich GmbH Böhmerwaldstraße 3, 4020 Linz, Austria Tel: Fax: walter.tenschert@netzgmbh.at Internet: 17