TU Braunschweig TU Clausthal Uni Hannover FH Hannover CUTEC GmbH OFFIS Uni Oldenburg. Forschungsverbund Energie Niedersachsen

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1 Dezentrale systeme Dipl.-Ing. Johannes Weidner Leibniz Universität Hannover Dezentrale systeme

2 Struktur des FEN Dezentrale systeme 2

3 Leitidee des FEN: netzorientierter Verbundbetrieb Steuerung der Mini-BHKW über zentrales Fahrplan-Management Orientierung der Betriebszeiten des BHKW an der Netzlast Sicherstellung der Wärmeversorgung des Wohnobjektes Nutzung des Pufferspeichers zur Entkopplung des Betriebs vom Bedarf Zentrales Fahrplanmanagement 200 Bidirektionale Kommunikation Netzlast in kw :00 08:00 12:00 16:00 20:00 00:00 Zeit in hh:mm Leistung Leistung Leistung Kommunikation gemäß IEC :00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 Zeit in hh:mm Zeit in hh:mm Elektr. Last Heizlast Elektr. Last Heizlast Dezentrale systeme 00:00 06:00 12:00 18:00 Zeit in hh:mm Elektr. Last Heizlast 3

4 Leitidee des FEN: netzorientierter Verbundbetrieb Verbundbetrieb stellt gegenüber wärmegeführtem Betrieb zu Spitzenlastzeiten bereit. Bedarfsspitzen im Verteilnetz können gesenkt, Netzlastschwankungen reduziert werden, Netzverluste werden gesenkt. Gesteuerte, dezentrale bereitstellung erhöht Aufnahmefähigkeit der Netze. 200 Netzlast in kw :00 08:00 12:00 16:00 20:00 00:00 Zeit in hh:mm -50 urspr. Netzlastgang Netzlast bei wärmegef. BHKW Netzlast bei netzor. BHKW Dezentrale systeme 4

5 Leitidee des FEN: netzorientierter Verbundbetrieb Effekte auf den Siedlungslastgang bei 30 % KWK-Strom Spitzenlastabsenkung Veränderung der Lastgangspreizung Wärmegeführt 16 % + 4 % Netzorientiert 21 % + 0 % Durchschnittliche Effekte auf die Hausenergieversorgung Volllaststunden / Jahr Anteil th. durch BHKW Anzahl Starts Mittlere Laufzeit / Start Wärmegeführt 5697 h 81 % h Netzorientiert 5707 h 82 % h Dezentrale systeme 5

6 Betrachtungsebenen des Verbundbetriebs Dezentrale Erzeugung: Entwicklung intelligenter Be- und Entladekonzepte des thermischen Pufferspeichers Beurteilung von Konzepten zur Kraft-Wärme- Kälte-Kopplung durch Absorptionskälteanlagen Netzorientierte Betriebsweise Auswirkungen auf das therm. System Wärmebereitstellung Wärmeauskopplung Wärme-/Kältebedarf Simulationsdatenbasis Konfiguration IEC Interface Simulationsschnittstelle MATLAB / Simulink Ergebnis management: Standardisierung der Kommunikation für einen geräteunabhängigen Verbundbetrieb Flexible Kommunikationsmodule zur Wahrung der Erweiterbarkeit Dezentrale systeme 6

7 Betrachtungsebenen des Verbundbetriebs Arealnetze: Analyse von Anforderungen für Inselnetzlösungen Entwicklung von Konzepten zur 20 kv Netzstabilisierung Umrichtersysteme: Netzbetrieb mit Speichern: Prüfung des Speicherbedarfs zur Erweiterung der Netzkapazität Ermittlung von Speicherpotenzialen durch Netzspeicher und Demand-Side- Management-Maßnahmen 110 kv 110/20 kv Entwicklung von Regelkonzepten für intelligente Umrichtersysteme Erprobung von Umrichterkonzepten in Arealnetzen Dezentrale systeme 7

8 Struktur des FEN gliedert sich in fünf Cluster Verknüpfung aller Cluster erfolgt über das elektrische Verteilnetz Dezentrale systeme 8

9 Stabilität in umrichterdominierten Arealnetzen Untersucht werden: Statische und transiente Stabilität Frequenzstabilität Spannungsstabilität Simulation des Verhaltens der Betriebsmittel Ländliche (schwache) und städtische (starke) Netze Unterschiedliche Umrichterdichte Starklast und Schwachlast Hohe und geringe Einspeisung Ziel sind Aussagen zu: Bedarf an Regelleistung, Angepassten Regelalgorithmen, Grenzen für die Umrichterdichte Dezentrale systeme 9

10 gestaltet dezentrale systeme für eine intelligente versorgung von morgen Dezentrale systeme 10