BTU-Microgrid Herausforderung neue Netzstrukturen

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1 1. Energiewende in Dezentrale selbstregelnde Netzintegration Session 2 BTU- Herausforderung neue Netzstrukturen Erik Federau, Erik Blasius

2 1. Energiewende in Wind Energie Photovoltaik Biomasse Durchmesser ist ein Maß für die installiert Leistung Anlagen Source: 50 HertzT 2

3 1. Energiewende in Wind Energie Photovoltaik Biomasse Durchmesser ist ein Maß für die installiert Leistung Anlagen Source: 50 HertzT 3

4 1. Energiewende in Wind Energie Photovoltaik Biomasse Durchmesser ist ein Maß für die installiert Leistung Anlagen Source: 50 HertzT 4

5 1. Energiewende in Wind Energie Photovoltaik Biomasse Durchmesser ist ein Maß für die installiert Leistung Anlagen Source: 50 HertzT 5

6 1. Energiewende in 52 % der Bevölkerung und starke Industrie 20 % der Bevölkerung und schwache Industrie Anlagen 28 % der Bevölkerung und starke Industrie Source: 50 HertzT 6

7 1. Energiewende in Bundesdeutscher Durchschnitt 27% Mit freundlicher Genehmigung der e.dis AG 7

8 1. Energiewende in In 2005 in 15 min: +/- 300 MW in 24 h: +/ MW In 2014 in 15 min: in 24 h: MW bei Wind; MW bei PV MW bei Wind MW bei PV Gradienten im GW-Bereich in der Regelzone 50 Hertz-Transmission 8

9 1. Energiewende in SMART Capital Region (SCR) BTU Cottbus-Senftenberg Laufzeit: Juli 2013 bis Juni 2016 Kernprojekt im Internationalen Schaufenster Elektromobilität Berlin-Brandenburg Förderung durch das Ministerium für Wirtschaft & Energie des Landes Brandenburg Ziele: Untersuchung & Optimierung des Zusammenspiels einzelner Komponenten & Technologien an Modellanlagen innerhalb eines Intelligenten Stromnetzes (Smart Grid) Entwicklung eines Konzepts zur zukünftigen Nutzung regenerativer Stromüberschüsse aus Brandenburg in der Hauptstadtregion 9

10 Projekt SCR 1. Energiewende in 10

11 Was ist ein? (Randkonzept?) 1. Energiewende in Ein ist ein skalierbares, nachhaltiges, lokales Stromnetz bestehend aus steuerbaren und nichtsteuerbaren elektrischen und thermischen Lasten sowie entsprechenden dezentralen Erzeugungsanlagen und Speichern, unabhängig vom vorgelagerten Netz zu bestehen -Komponenten umfassen dabei: verteilte Energieressourcen (einschließlich der Nachfragesteuerung, Speicherung und Erzeugung) Kontrolle und Management eine sichere Netzwerk- und Kommunikationsinfrastruktur sicheres Informationsmanagement Sie sind über den Netzverknüpfungspunkt mit dem vorgelagerten Netz verbunden. 11

12 Projekt SCR 1. Energiewende in 12

13 Projekt SCR 1. Energiewende in 13

14 Projekt SCR 1. Energiewende in Sommer: Winter: Speicherbedarf Speicherbedarf 14

15 Inselbetrieb 1. Energiewende in Infrastrukturnetz-unabhängiger Betrieb einer technischen Anlage Autonome Regelung der Frequenz und Spannung sowie Wirk- und Blindleistung Dazu verschiedene Ansätze de-/zentral/hierarchisch Master/Slave Single-/Multimaster Peer-to-Peer Charakterisiert den Bedarfsgerechten Verbrauch bei entsprechender Erzeugung sowie die bedarfsgerechte Erzeugung bei entsprechendem Verbrauch Oberstes Ziel: Systemstabilität 15

16 Schwarz-Start- 1. Energiewende in Unter Schwarzstartfähigkeit versteht man die eines Erzeugungsblockes, unabhängig vom Stromnetz vom abgeschalteten Zustand ausgehend hochzufahren. Benötigte Energie kann durch kleine Speichereinheiten bereitgestellt werden BTU MG: 3fach abgesichert über gesicherte Schiene (stationäre Batt. und USV im Leitsystemschrank) Aufgrund dez. EE weg von statischen Prioritätslisten zu dynamischen Prioritätslisten 16

17 ! Sicherheitskonzept MG! 1. Energiewende in Sind Änderungen am Netzschutz notwendig? Der bidirektionale Leistungsfluss, wie er charakteristisch für Micro Grids ist, setzt ein adaptives Netzschutz-Konzept voraus. Der Netzschutz ist ein Aspekt, dem besonderes Augenmerk schenken muss, da sich durch den bidirektionalen Leistungsfluss die Dauer, Höhe und Richtung des Fehlerstromes abhängig vom Betriebszustand ändern. Traditionell besteht ein gerichteter Leistungsfluss (inkl. klarer Schutzstrategie) Durch dezentrale Erzeuger bidirektionale Leistungsflüsse Verletzung der Selektivitätsregeln Ik erhöht sich dynamisch Ik schwächt ab (Blinding) Schutzgeräte lösen unnötig aus (durch fehlende Richtungserkennung) Gefährdung der Netzstabilität Lösung Betriebszustandsabhängige Parametereinstellung am Schutzgerät!!! 17

18 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Praxisarbeit im Projekt SCR: 18

19 Kontakt Erik Federau Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg Lehrstuhl Energieverteilung und Hochspannungstechnik (EVH) Lehrgebäude 3E, Raum 1.18 Siemens-Halske-Ring Cottbus Germany Telefon: +49 (0) Fax: +49 (0)