Anschluss von Elektrofahrzeugen aus Sicht eines Verteilnetzbetreibers

Transkript

1 Anschluss von Elektrofahrzeugen aus Sicht eines Verteilnetzbetreibers 26. FfE-Fachtagung 5. bis 7. April 2017 Dr. Georg Kerber LEW-Verteilnetz GmbH Augsburg LEW Verteilnetz GmbH Seite 1

2 Die LEW Verteilnetz GmbH (LVN) Kiel Essen Düsseldorf Köln Wiesbaden Bremen Dortmund Mainz Saarbrücken Hamburg Hannover Frankfurt Stuttgart Schwerin Berlin Potsdam Magdeburg Erfurt Nürnberg Augsburg Leipzig München Dresden Standorte Sitz der Gesellschaft: Schaezlerstraße Augsburg und 23 weitere Standorte LEW Verteilnetz GmbH Seite 2

3 LEW Verteilnetz GmbH Wesentliche Kennzahlen (Stand: Dezember 2015) > Hochspannung (110 kv) Freileitung km Schaltanlagen 120 > Mittelspannung (20 kv) Freileitung km Kabel km Ortsnetzstationen kV-Leitung 220-kV-Leitung 110-kV-Leitung 380-kV-, 220-kV-, 110-kV-Umspannwerke km-angaben als Stromkreislänge, Stand: Dezember 2015 > Niederspannung (0,4 kv) Freileitung km Kabel km > Dezentrale Erzeugeranlagen EEG-Anlagen KWK-Anlagen 615 Details unter: > Mitarbeiter: 889 LEW Verteilnetz GmbH Seite 3

4 Anschluss von Kundenanlagen Juristisch: EnWG - E-KFZ = Steuerbare Verbrauchseinrichtung - reduzierte Netzentgelte Niederspannungsanschlussverordnung EEG LEW Verteilnetz GmbH Seite 4

5 Anschluss von Kundenanlagen Netz Kunde Anschluss von sicherzustellender Versorgung Anschluss: Baukostenzuschuss VNB: Netzentgelte je Anschluss: Baukostenzuschuss VNB: Reduzierte Netzentgelte je. Vertrieb: ggf. Tarifumschaltung LEW Verteilnetz GmbH Seite 5 100%/60%/30%/0% Anschluss: Erzeugung jederzeit Abschaltbar über mind. 4 Stufen G

6 Anschluss von Kundenanlagen Juristisch: EnWG - E-KFZ = Steuerbare Verbrauchseinrichtung - reduzierte Netzentgelte Niederspannungsanschlussverordnung EEG Technisch (Einhaltung nach EnWG gefordert) Technische Regeln des VDE & VDE FNN - Zählerplätze - Techn. Anschlussregeln Bezug - Anforderungen Erzeugung - Hinweis Speicheranschluss Technische Anschlussbedingungen des VNB LEW Verteilnetz GmbH Seite 6

7 Technische Sicht: Aufgaben & Verantwortung TAB beschreibt Mindestanforderung für verhalten der Kundenanlage am Netzanschlusspunkt. Spannungsqualität muss hier sichergestellt werden (EN 50160) Kunde (Anschlussnehmer/Anlagenbetreiber) bzw. von Ihm beauftragte Elektrofachkraft ist für die Einhaltung der Anforderungen verantwortlich. Beinhaltet Fachgerechte Elektroinstallation - Nur Geräte die EN Normen und Störaussendungen einhalten. - Aufteilung der einphasiger Verbraucher (max. 16 A) auf Phasen zur Symmetrierung - Korrekte Abschaltung der Schaltbaren Verbrauchseinrichtungen 100%/60%/30%/0% LEW Verteilnetz GmbH Seite 7 G

8 Technische Sicht: Aufgaben & Verantwortung TAB beschreibt Mindestanforderung für verhalten der Kundenanlage am Netzanschlusspunkt (NAP). Spannungsqualität muss hier sichergestellt werden (EN 50160) Kunde (Anschlussnehmer/Anlagenbetreiber) bzw. von Ihm beauftragte Elektrofachkraft ist für die Einhaltung der Anforderungen am NAP verantwortlich. Beinhaltet Fachgerechte Elektroinstallation - Nur Geräte die EN Normen und Störaussendungen einhalten. - Aufteilung der einphasiger Verbraucher (max. 16 A) auf Phasen zur Symmetrierung - Korrekte Abschaltung der Schaltbaren Verbrauchseinrichtungen 100%/60%/30%/0% LEW Verteilnetz GmbH Seite 8

9 Technische Sicht: Aufgaben & Verantwortung TAB beschreibt Mindestanforderung für verhalten der Kundenanlage am Netzanschlusspunkt. Spannungsqualität muss hier sichergestellt werden (EN 50160) Netz-Kunde (Anschlussnehmer/ Anlagenbetreiber) Parkplatzbetreiber / Arealnetzbetreiber ist für die Einhaltung der Anforderungen verantwortlich. Autofahrer lädt nur Technisch Wie wird sichergesellt, dass Netzanschlussbedingungen eingehalten werden? Wer ist schuld, wenn die Abschaltung nicht funktioniert, da das Pilotsignal nicht oder falsch durch das E-KFZ ausgewertet wird? Wer ist schuld wenn die E-KFZ sich nicht an die Normen für Mobile Elektrogeräte halten? Wie soll die Nachweisführung erfolgen? (z.b. wann & wo messen) LEW Verteilnetz GmbH Seite 9 Wer kümmert sich um die Problembehebung?

10 Beispiele Drehstrom wie er sein sollte Messung einer E-KFZ-Type LEW Verteilnetz GmbH Seite 10 Messungen aufgrund von Kundenbeschwerden durchgeführt von der LEW-Verteilnetz GmbH

11 Beispiele Drehstrom wie er sein sollte Unsymmetrien wie sie nicht sein sollten Erlaubter Grenzwert: 16A Ladeleistung ca. 22 kw Ladeleistung ca. 7 kw Selber Spannungsfall; Selbe Netzbelastung aber 3-fache Leistung bei symmetrischer Belastung LEW Verteilnetz GmbH Seite 11 Messungen wurden im Rahmen des Forschungsprojektes eplanb erstellt:

12 Reale Mindestauslegung P&R-Platz Buchloe: Bisheriger Bedarf vs. Simulation Messung KFZ-Mix Simulation statistischer ekfz-mix Nicht notwendige Netzverstärkung S ges 90 kva S Y,max 37 kva I max 150 A (BG 0,5) ΔU NS 3,3 % U n k u 0,6 % d NS 1,4 % Trafo Belastung S n = 400 kva S n 3 = 133 kva Kabel I z BG = 0,5 = 262 A Langsame Spannungsänderung ΔU NS 4,5 %U n Spannungsunsymmetrie k u 0,7% Schnelle Spannungsänderung d NS 3% Oberschwingungen u ν S ges 175 kw S Y,max 64 kw I max 278 A ΔU NS 7,8 % U n k u 0,8 % d NS 1,4 % Nicht notwendige Netzverstärkung Theoretische Mindestauslegung Umwelt- und netzoptimiertes Lademanagement an P&R-Parkplätzen

13 Ladeinfrastruktur Wollen wir wirklich Faktor 2-3 verschenken? LEW Verteilnetz GmbH Seite 13 Quelle: KOSTEN VON LADEINFRASTRUKTUREN FÜR BATTERIEFAHRZEUGE IN DEUTSCHLAND Thomas Grube a, Alexander Linke a, Dancong Xu a, Martin Robinius a,detlef Stolten a,b a Institut für Elektrochemische Verfahrenstechnik (IEK-3), Forschungszentrum Jülich GmbH, D Jülich, +49 (2461) , th.grube@fz-juelich.de, b Lehrstuhl für Brennstoffzellen, RWTH Aachen University, D Aachen 10. Internationale Energiewirtschaftstagung an der TU Wien IEWT

14 Lehren aus der Energiewende für die e-kfz-wende Technische Regelungen behandelten Kleineinspeiser (Niederspannung; <30 kw) anfangs als Störgröße Idee: Sobald es Störungen gibt sollen sie sich vom Netz trennen. Folge: Synchrones Abschalten von PV-Anlagen Konsequenz: Systemstabilität gefährdet (> MW) Lösung: Nachrüstung einer frequenzabhängigen Abschaltung (ca Einzelanlagen > 10 kw) Neue Anlagen müssen immer mehr Systemfunktionen übernehmen. Das macht sie teurer. Aber auch teurer als die Alternativen? LEW Verteilnetz GmbH Seite 14

15 Lehren aus der Energiewende für die e-kfz-wende Kritische Punkte (heute Absehbar): [ ] Betroffen waren bis zu zehn Millionen Haushalte in Europa. Auch der Bahnverkehr wurde massiv beeinträchtigt. In kritischen Netzsituationen werden automatisch Verbraucher abgeschaltet (zuletzt 2006) E-KFZ und Speicher sollten vor der Automatischen Frequenzentlastung dynamisch das laden bei unter Frequenzen einstellen (Analog zur Erzeugungskennlinie bei über Frequenzen) Großflächige, marktgetriebene Ladesteuerungen können hohe Leistungsspitzen verursachen. Es muss ein Anmelde- und Informationsmechanismus für die betroffenen Netzbetreiber implementiert werden. Parksteuerungen brauchen Infos über Ladebedarf. Die Netzbetreiber müssen in kritischen Situationen übersteuern können LEW Verteilnetz GmbH Seite 15 Dieser Informationsaustausch muss beidseitig erfolgen.

16 Fazit: Anschluss von Kundenanlagen Juristisch: - Einige dinge klar definiert. - Statische Vertragsverhältnisse Kunde / Anschluss passen nicht in E-Mobilität - Einfache Regeln möglich; Viel Arbeit bleibt. Technisch Technische Regeln des VDE & VDE FNN basieren auf Netzanschluss und Vertragsabhängigkeiten (juristisch) Greift bei E-KFZ zu kurz Vorschlag: Einhaltung der eklektischen Störaussendungen (Emissionen) und Normkonformität als Zulassungsvorraussetzungen für E-KFZ LEW Verteilnetz GmbH Seite 16

17 da war noch was das Entladen! TAB beschreibt Mindestanforderung für verhalten wird? der Kundenanlage am Netzanschlusspunkt. Spannungsqualität muss hier sichergestellt werden (EN 50160) Netz-Kunde (Anschlussnehmer/ Anlagenbetreiber) Parkplatzbetreiber / Arealnetzbetreiber ist für die Einhaltung der Anforderungen verantwortlich. Autofahrer lädt nur Wie wird bei Eigenverbrauchsladung sichergesellt, dass nur EEG-Strom geladen / entladen Wer hat nun Vorrang bei Netzengpässen? Wer darf was steuern (BMW oder VNB?) und wer ist schuld wenn es daneben geht? Darf man durch den Stromtransport auf 4 Rädern Geld verdienen? Netzentgelte & Bilanzkreise haben regionale Grenzen und Preise E-KFZ nicht. Dieses Thema wird vertagt 100%/60% /30%/0% LEW Verteilnetz GmbH Seite 17

18 Ende Und warum machen wir alles immer so kompliziert? Antwortvorschläge: a) weil billig auf lange Sicht nicht immer günstig ist. b) weil Grüne Wiese Ansätze bei einem seit 100 Jahren gewachsenen Stromnetz etwas zu kurz greifen LEW Verteilnetz GmbH Seite 18