Die Bedeutung des Netzes für eine sichere Stromversorgung. 17. Juni 2011

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1 Die Bedeutung des Netzes für eine sichere Stromversorgung 17. Juni 2011

2 Programm 1. Kurzvorstellung der APG 2. Die Aufgaben des Übertragungsnetzes 3. APG in ihrer Funktion als Regelblockführer Österreich 4. Smart grids / Super grids zur Integration der rneuerbaren 5. Innovation und Forschung bei APG 6. Besichtigung der Warte über Besuchergalerie AUSTRIAN POWR GRID AG 2

3 Programm 1. Kurzvorstellung der APG 2. Die Aufgaben des Übertragungsnetzes 3. APG in ihrer Funktion als Regelblockführer Österreich 4. Smart grids / Super grids zur Integration der rneuerbaren 5. Innovation und Forschung bei APG 6. Besichtigung der Warte über Besuchergalerie AUSTRIAN POWR GRID AG 3

4 Wirtschaftliche Facts & Figures Geschäftsjahr 2010 Umsatzerlöse in TUR rgebnis vor Zinsaufwendungen und Steuern (BIT) rgebnis der gewöhnlichen Geschäftstätigkeit MitarbeiterInnen , , ,9 434 AUSTRIAN POWR GRID AG 4

5 Technische Facts & Figures Geschäftsjahr 2010 gesamte Leitungslänge in km -380 kv -220 kv -110 kv Anzahl Maste Umspannwerke/Netzschaltanlagen Trafoleistung Transportmenge in GWh (inkl. Systembedarf) Fahrpläne/Monat für Importe und xporte rd MVA AUSTRIAN POWR GRID AG 5

6 Netz der APG AUSTRIAN POWR GRID AG 6

7 APG Netzbetreiber und Regelzonenführer Regelzone APG APG ist Übertragungsnetzbetreiber Regelzonen- /Regelblockführer AUSTRIAN POWR GRID AG 7

8 Programm 1. Kurzvorstellung der APG 2. Die Aufgaben des Übertragungsnetzes 3. APG in ihrer Funktion als Regelblockführer Österreich 4. Smart grids / Super grids zur Integration der rneuerbaren 5. Innovation und Forschung bei APG 6. Besichtigung der Warte über Besuchergalerie AUSTRIAN POWR GRID AG 8

9 Die Aufgaben der verschiedenen Netze NTSO- Netz 1700 MW APG-Übertragungsnetz (Österreich) 1000 MW 200 MW 100 MW 1000 MW Verteilernetz A (z.b. VN) Verteilernetz B (z.b. BWAG) Verteilernetz C MW MW MW AUSTRIAN POWR GRID AG 9 Kein Austausch möglich

10 Folgen der Liberalisierung des nergiemarktes vor der Liberalisierung nach der Liberalisierung Gemeinsames Optimum Individuelle Optima rzeugung Transport Handel/Vertrieb Liberalisierung Unbundling rzeugung Transport Handel/Vertrieb keine Koordinierung AUSTRIAN POWR GRID AG 10

11 Programm 1. Kurzvorstellung der APG 2. Die Aufgaben des Übertragungsnetzes 3. APG in ihrer Funktion als Regelblockführer Österreich 4. Smart grids / Super grids zur Integration der rneuerbaren 5. Innovation und Forschung bei APG 6. Besichtigung der Warte über Besuchergalerie AUSTRIAN POWR GRID AG 11

12 rzeugung und Bedarf im Gleichgewicht Die BILANZ muss im gesamten RGC-Bereich (=Synchronbereich) stimmen Der RGC-Bereich ist unterteilt in Regelzonen/-blöcke, die jeweils für ihre individuelle Bilanz verantwortlich Sind RGC APG ist Regelzonen- und Regelblockführer Österreich; VKW-Netz ist Teil des Regelblocks Deutschland AUSTRIAN POWR GRID AG 12

13 Reservehaltung (solidarisch) - Primärregelung Primärregelung - Prinzip: Kraftwerksregler f< f soll Kraftwerksleistung f> f soll Kraftwerksleistung - Kennzeichen: - automatisch - nach wenigen Sek. wirksam - solidarisch AUSTRIAN POWR GRID AG 13

14 Reservehaltung (solidarisch) - Primärregelung Primärregelung - Prinzip: Kraftwerksregler f< f soll Kraftwerksleistung f> f soll Kraftwerksleistung - Kennzeichen: - automatisch - nach wenigen Sek. wirksam - solidarisch AUSTRIAN POWR GRID AG 14

15 Reservehaltung (individuell) - Sekundärregelung Sekundärregelung -Prinzip: Sekundärregler in jeder Regelzone, Messung von - Frequenz und - Übergabeleistung bei Fehlbilanz in der eigenen Regelzone Aktivierung von Sekundärregelreserve - Kennzeichen: - automatisch - nach wenigen Min. wirksam - individuell AUSTRIAN POWR GRID AG 15

16 Reservehaltung (individuell) - Sekundärregelung Sekundärregelung -Prinzip: Sekundärregler in jeder Regelzone, Messung von - Frequenz und - Übergabeleistung bei Fehlbilanz in der eigenen Regelzone Aktivierung von Sekundärregelreserve - Kennzeichen: - automatisch - nach wenigen Min. wirksam - individuell Solidarische Reserve entlastet! AUSTRIAN POWR GRID AG 16

17 Ausgleichsenergiemanagement Automatischer insatz von Sekundärregelung Netzregler Netzüberwachung/-steuerung in der Power Grid Control Ungewollter Austausch / Frequ. Manueller Abruf von Minutenreserve (Tertiärregelung) AUSTRIAN POWR GRID AG Stand

18 ntstehung eines Blackouts Nachfrage Produktion Gleichgewicht (Frequenz 50 Hz) zu wenig rzeugung Generatoren werden gebremst (Frequenz < 50 Hz) Leitungsengpässe drohende Abschaltung (Schutz) (Blackoutgefahr) Gleichgewicht von rzeugung und Verbrauch ist Basis für Versorgungssicherheit! Blackout droht bei starkem Ungleichgewicht oder Leitungsüberlastung AUSTRIAN POWR GRID AG 18

19 uropas Netz war getrennt Trennung West - Ost Geplante Abschaltung für Kreuzfahrtschiff Conneforde Kaskadeneffekt binnen 14 Sekunden!! Diele Landesbergen Wehrendorf Bechterdissen lsen Bielefeld Gütersloh Spexard Dipperz Großkrotzenburg Redwitz D Altheim Simbach Salzac Grafenrheinfeld Oberhaid tzenricht TAURN Raitersaich Mechlenreuth Schwandorf Kap Haup Pleinting Quelle: UCT Überfrequenz durch rzeugungsüberschuss Unterfrequenz durch rzeugungsdefizit Soverzene Lienz AUSTRIAN POWR GRID AG 19

20 Programm 1. Kurzvorstellung der APG 2. Die Aufgaben des Übertragungsnetzes 3. APG in ihrer Funktion als Regelblockführer Österreich 4. Smart grids / Super grids zur Integration der rneuerbaren 5. Innovation und Forschung bei APG 6. Besichtigung der Warte über Besuchergalerie AUSTRIAN POWR GRID AG 20

21 Paradigmenwechsel Vision vs Realität Möglichkeiten der Verbrauchersteuerung (DSM) AKTULL ntwicklung, vor allem durch Ausbau Windkraft und künftig auch Photovoltaik NU (Vision): Verbrauch richtet sich nach rzeugung Bereich der Systemstabilität ALT: rzeugung richtet sich nach Verbrauch Möglichkeiten des Kraftwerks- insatzmanagements AUSTRIAN POWR GRID AG 21

22 Volatilität der Windkrafterzeugung am Beispiel Österreich Windkrafterzeugung in Österreich am Beispiel der letzten 5 August-Tage 2010 IST PROGNOS MW : : : : : :00 AUSTRIAN POWR GRID AG 22

23 Volatilität der Windkrafterzeugung am Beispiel Österreich Bandbreite der durchschnittlichen Windkraft-rzeugung in Österreich max = 93 % min = 0,0 % durchschnittliche rzeugungsbandbreiten max Ø = 87 % min Ø = 0,3 % rzeugungsfaktor [%] max Ø = 59 % min Ø = 3 % max Ø = 39 % min Ø = 9 % max Ø = 24 % min Ø = 22 % /4 Stunde Tag Woche Monat Jahr AUSTRIAN POWR GRID AG 23

24 nergiewirtschaftliche xtremsituation 3./ Überschüssige ssige deutsche Windkraftenergie musste intraday zu bis zu UR/MWh verkauft (also eigentlich bezahlt) werden inspeisung aus deutschen Windkraftanlagen: rd MW Day ahead-prognose unterschätzte Windaufkommen deutlich Feiertag bzw. Wochenende niedriger Verbrauch Notwendigkeit eines Intraday- Verkaufs in Größenordnung von rd MW AUSTRIAN POWR GRID AG 24

25 Intraday-Handel am 3./ Fahrpläne an Grenze Amprion (RW) - APG am 3./ Intraday-rhöhung um rd. 500 MW MW Abgefahrener Fahrplan Fahrplan Day ahead : : : : : : : : : : : : :00 AUSTRIAN POWR GRID AG 25

26 Heutige Anforderungen an das APG-Netz Das APG-Netz muss sowohl hohe Stromimporte als auch - exporte bewerkstelligen können. Maximaler xport: MW Maximaler Import: MW Seit 2002 betrug die Schwankung zwischen Import und xport MW Die maximale Schwankung zwischen Import und xport innerhalb eines Tages betrug MW [MW] nergieaustausch Gemessener nergieaustausch Regelzone der RZ APG VRBUND-Netz an einem Tag :15 04:15 08:15 12:15 16:15 20: IMPORT XPORT GW 4 3, ,21-4 KW MW Import-/xport-Bandbreite der Regelzone APG Historische Import-/xportmaxima während eines Jahres (historische Werte ab 2002) (Regelzone VRBUND-Netz; historische Werte ab 2002; Daten bis ) AUSTRIAN POWR GRID AG 26 KW6 KW11 KW16 historische Wochenmaxima KW21 KW26 KW31 "all time high" Differenz: 6700 MW KW36 KW41 KW46 KW51

27 Möglichkeiten des Gegensteuerns Gegensteuern möglich durch: Möglichkeiten der Verbrauchersteuerung (DSM) Direkte und indirekte Verbrauchssteuerung (-Autos, Waschmaschine, Heizung, etc smart grid-ansatz im engeren Sinne) Ausbau der Speicherkapazitäten und Verbindung dieser mit den rzeugungs- und Verbrauchsschwerpunkten Nutzung der Durchmischungseffekte auf rzeugerseite Abschaltung Windkraft, PV(?), etc Möglichkeiten des Kraftwerks- insatzmanagements AUSTRIAN POWR GRID AG 27

28 Durchmischungseffekte bei der Windkraft Höherer Durchmischungseffekt in Deutschland aufgrund weiträumiger Verteilung Quelle: ew, Jg. 105 (2006), Heft 26 Gesamte Winderzeugung in Deutschland Gesamte Winderzeugung in Österreich Durchmischungseffekt in Österreich inzelner Windpark (rd. 20 MW) 0,0% 1,0% 2,0% 3,0% 4,0% 5,0% 6,0% Standardabweichung über 1/4-Stundengradienten bezogen auf PL*) *) Datenbasis: gesamtes Jahr 2005 niedrig Volatilität hoch AUSTRIAN POWR GRID AG 28

29 Windkraftentwicklung uropa (WIS II) 250 Windentwicklung uropa 100% 90% 80% 24 Restliche Länder 12 Mittel - uropa GW % 60% 50% 40% 30% 20% 10% Frankreich, Portugal, Italien, UK Deutschland, Spanien Süd - uropa Nord - uropa WA WIS 0% 2015 Wind optimistic (nach max. Leistung in %) 2015 Wind optimistic (Geografisch von Nord - Süd in %) Verdoppelung der installierten Leistung von 2008 (ca. 70 GW) bis 2015 ( GW) AUSTRIAN POWR GRID AG 29 29

30 Windkraft-inspeiseszenarien 2015 (WIS II) 40 GW Windpower High Wind North: Beispiel Deutschland 50 GW Last Starker Wind im Norden 2 GW xport 14 GW xport Starker Wind im Süden Hoch volatile rzeugungsstruktur in uropa Windkrafterzeugung wird nicht erzeugt wo sie verbraucht wird Großräumiger Transport zu Verbrauchs- bzw. Lastzentren High Wind South: Beispiel Spanien 28 GW Last 22 GW Windpower AUSTRIAN POWR GRID AG 30

31 Ausbau der Pumpspeicher-Kapazitäten und deren Auswirkungen auf das Netz Ausbauvorhaben im Bereich der Pumpspeicherung setzt Netzausbau voraus Quelle: Masterplan der APG AUSTRIAN POWR GRID AG 31

32 Innovatives Netzregelungssystem bei APG als Beispiel für indirekte Steuerung der Netzlast Windkraftprognosesystem der APG rzeugung Prognose Hohe Korrelation zwischen Windkraft-Prognoseabweichung und gesamten Ungleichgewicht in der Regelzone APG Prognoseabweichung Gesamtes Ungleichgewicht in der Regelzone wird laufend auf der APG-Homepage veröffentlicht. Je größer das Ungleichgewicht, desto höher der finanzielle Anreiz zum Gegensteuern für alle Marktteilnehmer Regelenergiebedarf in der Regelzone APG AUSTRIAN POWR GRID AG 32

33 Zusammenfassung inschätzung der ntwicklung in den nächsten Jahren Möglichkeiten der Verbrauchersteuerung (DSM) Möglichkeiten des Kraftwerks- insatzmanagements DSM mittels intelligenter Verbrauchsteuerung (z.b. unter Nutzung der e-mobility) wird in den nächsten Jahren noch keinen nennenswerten Beitrag leisten können Mangels ausreichender Netzkapazitäten kommt es zu: Keiner vollständigen Nutzung von weiträumigen Durchmischungseffekten Verzögerungen beim Ausbau der Speicherkapazitäten oder zu nur eingeschränkter Nutzung der neuen Kapazitäten ingeschränkte Nutzung der Windkraft und Photovoltaik sind die Konsequenz. AUSTRIAN POWR GRID AG 33

34 Zusammenfassung Smart System als Voraussetzung für weitere Integration der rneuerbaren Smart System Supergrid Aufbau eines europäischen Overlay-Netzes Ausbau des Übertragungsnetzes inkl Übergabestellen zu Verteilnetzen, verbrauchsfernen rneuerbaren und zentralen Speicherkapazitäten. Weiters Intensivierung bei Koordination zw den Netzbetreibern Übertragungsnetz Verteilnetz Umsetzung smart grid im engeren Sinne: Dezentrale rzeugungsund Verbrauchssteuerung und Beherrschung zahlreicher neuer technischer Problemfelder aufgrund dezentraler rneuerbarer (z.b. Spannungshaltung) AUSTRIAN POWR GRID AG 34

35 Programm 1. Kurzvorstellung der APG 2. Die Aufgaben des Übertragungsnetzes 3. APG in ihrer Funktion als Regelblockführer Österreich 4. Smart grids / Super grids zur Integration der rneuerbaren 5. Innovation und Forschung bei APG 6. Besichtigung der Warte über Besuchergalerie AUSTRIAN POWR GRID AG 35

36 Blitzstrommessung am Gaisberg Grundlagenforschung, Validierung der ALDIS-Blitzortung Blitzortung,, Analyse der durch Blitzschlag verursachten Leitungsstörungen AUSTRIAN POWR GRID AG

37 Wetterinformationssystem Blitzortung ALDIS, Wetterradar, etc. NU: Prognose aller wichtigen Wetterdaten bis 72 h im voraus im Raster von 2x2 km AUSTRIAN POWR GRID AG

38 iswalzenmonitoring ntwicklung eines Frühwarnsystems zur rkennung von iswalzen-bildung AUSTRIAN POWR GRID AG

39 Thermal rating Bestmögliche Nutzung der Leitungskapazitäten ten durch Monitoring der Leiterseiltemperatur AUSTRIAN POWR GRID AG

40 nergiewirtschaftliche Studien Mitwirkung bei Studien von Mikrogrids bis zu Super Grids AUSTRIAN POWR GRID AG

41 nergiemanagement Prognose und Zuweisung der gesamten geförderten Ökoenergie, zentrale Beschaffung der Netzverluste, umfassende Datenveröffentlichung AUSTRIAN POWR GRID AG