Das Projekt SmartPowerFlow - netzdienlicher und wirtschaftlicher Betrieb von Batterien in Verteilnetzen

Transkript

1 Das Projekt SmartPowerFlow - netzdienlicher und wirtschaftlicher Betrieb von Batterien in Verteilnetzen Matthias Resch Reiner Lemoine Institut ggmbh 1 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

2 Agenda Allgemeine Projektinformation Marktgetriebener und zugleich netzdienlicher Batterieeinsatz Vergleich mit anderen Flexibilisierungsoptionen Zusammenfassung und Ausblick 2 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

3 Allgemeine Projektinformation SmartPowerFlow Motivation: Zunehmender Netzausbau auf Verteilnetzebene Akronym SmartPowerFlow : Optimierung von Netzerweiterung versus Energiespeicher auf der Verteilnetzebene infolge zunehmender regenerativer Leistungsflüsse Ziel: Netzdienlicher und gleichzeitig ökonomisch sinnvoller Speichereinsatz 3 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

4 Allgemeine Projektinformation Zeitlicher Ablauf des Projekts SmartPowerFlow Offizieller Projektstart Entwicklung der Komponenten Inbetriebnahme des Batteriespeichers Einjähriger Testbetrieb des Batteriespeichers Projektende Auswertung der Ergebnisse August 2013 Jahr 2014 Juni 2015 Juni 2016 Oktober Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

5 Agenda Allgemeine Projektinformation Marktgetriebener und zugleich netzdienlicher Batterieeinsatz Vergleich mit anderen Flexibilisierungsoptionen Zusammenfassung und Ausblick 5 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

6 Marktgetriebener und zugleich netzdienlicher Batterieeinsatz Problematik durch EE-Anlagen in Verteilnetzen Blindleistungsregelung der Batterie an der NS-Sammelschiene 6 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

7 Marktgetriebener und zugleich netzdienlicher Batterieeinsatz Theoretische wöchentliche Einnahmen für den SmartPowerFlow-Speicher 7 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

8 Marktgetriebener und zugleich netzdienlicher Batterieeinsatz Ziel: Optimale Kombination von Primärregelleistungserbringung und Blindleistungsbereitstellung Primärregelleistungserbringung Blindleistungsregelung 8 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

9 Marktgetriebener und zugleich netzdienlicher Batterieeinsatz Netzdienlicher PRL-Betrieb im Feldtest η = 30% 9 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

10 Marktgetriebener und zugleich netzdienlicher Batterieeinsatz Ergebnis -30% -60% 10 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

11 Agenda Allgemeine Projektinformation Marktgetriebener und zugleich netzdienlicher Batterieeinsatz Vergleich mit anderen Flexibilisierungsoptionen Zusammenfassung und Ausblick 11 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

12 Vergleich mit anderen Flexibilisierungsoptionen Untersuchte Flexibilitätsoptionen PV mit/ohne (Heim-)Speicher Großspeicher Blindleistungsregelung ohne Bat. cosφ(p) Q(U) Blindleistungsregelung Q(U) Wirkleistungsregelung mit Bat. Eigenverbrauchsoptimierung mit Einspeisegrenze 12 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

13 Vergleich mit anderen Flexibilisierungsoptionen Untersuchungsregion: Tussenhausen mit zugehörigem Verteilnetz 13 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

14 Vergleich mit anderen Flexibilisierungsoptionen Bestimmung eines PV-Ausbaupfades für Tussenhausen Ist-Stand Geeignete PV Flächen Potentialanalyse Ausbaupfad 14 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

15 Vergleich mit anderen Flexibilisierungsoptionen Technischer Vergleich 15 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

16 Vergleich mit anderen Flexibilisierungsoptionen Wirtschaftlicher Vergleich nur Netzausbau 16 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

17 Vergleich mit anderen Flexibilisierungsoptionen Wirtschaftlicher Vergleich nur Netzausbau 17 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

18 Agenda Allgemeine Projektinformation Marktgetriebener und zugleich netzdienlicher Batterieeinsatz Vergleich mit anderen Flexibilisierungsoptionen Zusammenfassung und Ausblick 18 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

19 Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung VRF Prototyp wurde entwickelt und in Betrieb genommen Ziel: Optimale Kombination von PRL und Blindleistungsbereitstellung Feldtest: Netzdienlichkeit und marktgetriebener Betrieb sind keine Widersprüche VRF Kosten müssen für lukrativen Betrieb um 60 % fallen Großbatterien erhöhen im Testgebiet trotz PRL die Netzaufnahmefähigkeit für EE Einsatz von netzdienlichen PRL-Großbatterien ist ökonomisch sinnvoller als Netzausbau 19 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

20 Zusammenfassung und Ausblick Ausblick Übertragung der Ergebnisse auf andere Netzgebiete bzw. Spannungsebenen Optimierung des Leistungs- zu Energieverhältnisses Anwendung auf andere Speichertechnologien Kombination von Geschäftsmodellen z.b. Quartierspeicher mit PRL Optimale Kombination verschiedener Flexibilisierungsoptionen 20 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

21 21 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

22 Marktgetriebener und zugleich netzdienlicher Batterieeinsatz Marktgetriebener und zugleich netzdienlicher Batterieeinsatz möglich 22 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

23 23 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

24 24 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

25 25 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

26 26 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

27 27 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

28 28 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

29 29 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

30 30 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

31 31 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

32 Optimierung des Speicherbetriebes Auswirkung von Freiheitsgraden und Blindleistungsregelung 32 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

33 Vergleich mit anderen Flexibilisierungsoptionen Evaluierung der Simulationsannahmen 33 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

34 Vergleich mit anderen Flexibilisierungsoptionen 34 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

35 Optimierung des Speicherbetriebes Netzdienliches Verhalten Q in Abhängigkeit von lokaler Netzspannung U Energieverbrauch Keine Vergütung Primärregelleistungsmarkt P in Abhängigkeit von Netzfrequenz f Mindestgebotsgröße 100% Verfügbarkeit 35 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

36 Optimierung des Speicherbetriebes Erbringung von Primärregelleistung durch Speicher ohne Betriebsstrategie Entladen Laden 36 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

37 Optimierung des Speicherbetriebes Ladestandssteuerung mit Freiheitsgraden der ÜNB Totbandnutzung Optionale Übererfüllung Anwendung kostenneutral Leistungsgradient Lade- oder Entladevorgänge durch Fahrplangeschäfte Optimierung erforderlich 37 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

38 Optimierung des Speicherbetriebes vorhandene Leistung obere Verfügbarkeitsgrenze Korrekturleistung obere Korrekturgrenze Zielwert präqualifizierte Leistung untere Korrekturgrenze untere Verfügbarkeitsgrenze Wie viel Leistung vermarkten? Ab welchem Ladestand Energie ver-/kaufen? 175 kw 47% bzw. 65% 38 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

39 Optimierung des Speicherbetriebes Netzdienlicher PRL-Betrieb im Feldtest η = 30% 39 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow

40 Optimierung des Speicherbetriebes Einnahmen und Kosten eines 1MW Pools ca. 7% davon durch Blindleistungsbereitstellung 40 Matthias Resch Das Projekt SmartPowerFlow