Kassel Arno Gertje, Dr.-Ing. Matthias Rohr

Transkript

1 Paradigmenwechsel im Betrieb von Stromverteilnetzen Dynamische Spitzenkappung mittels intelligenter Regelung statt konventionellen Netzausbau mit Kupfer Kassel Arno Gertje, Dr.-Ing. Matthias Rohr

2 BTC AG Ein kurzer Überblick Hauptsitz: Oldenburg BTC AG 2017 Gründung: 2000 Mitarbeiter: (Stand: 12/2015) Umsatz: 172 Mio. (Stand: 12/2015) 2

3 BTC Produkte und Lösungen (Auszug) & F&E BTC PRINS BTC AMM BTC VPP BTC GRID Agent Zentrale Netzführung Advanced Metering Management Energievermarktung Anlagen- und Netzregelung BTC WIND 2.0 SAP-Lösungen BTC Mobile Solutions BTC AG

4 Agenda 1. Überblick BTC AG 2. Motivation Digitaler Netzausbau (insb. am Beispiel dynamischer Spitzenkappung) 3. Rechtsrahmen operative Umsetzung Dynamische Spitzenkappung 4. Operative Umsetzung & weitere Anwendungsszenarien 5. Projektbeispiele BTC GRID Agent 6. Zusammenfassung und Ausblick 4

5 Ausbau mit Erneuerbaren Energien in Deutschland Der EEG-Anteil wird weiter wachsen. Die Kosten zur Integration der Erneuerbaren wachsen inzwischen schneller als der Anteil der Erneuerbaren! Quelle: BDEW Bild-Quelle: BDEW (Status 01/2016) 5

6 Quelle: Vortrag Automatische Netzregelung als Alternative zum klassischen Netzausbau Dr. Enno Wieben EWE NETZ 6

7 Fluktuierende Erzeugung aus Erneuerbaren Energien Lastkurve eines einzelnen Windparks Erzeugung Erzeugung sortiert nach Höhe der Erzeugung Erzeugung Erzeugung über den Verlauf eines Jahres Daten- & Bildquelle: EWE AG & IAEW, Systemstudie zum Einspeisemanagement Erneuerbarer Energien Anzahl der Stunden Nur relativ wenig Stunden hohe Erzeugung 7

8 Ineffizienz bei konventionellen Netzausbau Kapazität nach konventionellen Ausbau Verschwendete Kapazität Kapazität vor konventionellen Ausbau 8

9 5%-Ansatz / Dynamische Spitzenkappung In vielen Netzen kann die Netzanschlusskapazität für Erneuerbare Energien verdoppelt werden, wenn der VNB Einspeiser jeweils im Umfang von (3% bis) 5% ihrer Jahreseinspeisung abregeln darf. Dies ist eine Abwendung von der Worst-Case- Planung von Verteilnetzen für EE-Einspeisung. Bild: Vortrag Automatische Netzregelung als Alternative zum klassischen Netzausbau Dr. Enno Wieben EWE NETZ (Verfügbar Internet) 9

10 Rechtsrahmen u. Klärung bei den Gremien Das Strommarktgesetz ist am in Kraft getreten Dynamische Spitzenkappung als neue Option für VNBs Anlagenbetreiber werden für Abregelungen entschädigt 10

11 Agenda 1. Überblick BTC AG 2. Motivation Digitaler Netzausbau (insb. am Beispiel dynamischer Spitzenkappung) 3. Rechtsrahmen operative Umsetzung Dynamische Spitzenkappung 4. Operative Umsetzung & weitere Anwendungsszenarien 5. Projektbeispiele BTC GRID Agent 6. Zusammenfassung und Ausblick 11

12 BTC GRID Agent Netzregler Intelligente Regelung als Alternative zum Verteilnetzausbau Automatischer Netzregler zur Umsetzung von dynamischer Spitzenkappung in Mittelspannungsnetzen Vorübergehende und gezielte Absenkungen Schafft mehr Anschlusskapazität für Erneuerbare Energien Aufgrund von Automatik sehr schnelle und genaue Engpassreaktion (Effizienteste Nutzung des Spitzenkappungskontingents) Reduziert Risiko von Flüchtigkeitsfehlern in kritischen Situationen Entlastet Leitstellenpersonal und Leitsystem Schneller und anlagenschonender durch modellbasierten Ansatz Bisher einziges Produkt für dyn. Spitzenkappung mit praktischem Feldeinsatz Schnellere und bessere Einführung Auch als Gesamtpaket aus Unterstützung Netzplanung + operative Umsetzung anbietbar Reduziert Projektrisiken, Projektdauer und Personalbeanspruchung 12

13 BTC GRID Agent Verlässlich durch Erfahrung: BTC GRID Agent Windparkregler (>1GW Onshore, >1GW Offshore, Einsatz im In- und Ausland) Erstes Produkt für dyn. Spitzenkappung mit absolviertem Feldeinsatz Know How und gemeinsame Komponenten mit Netzleitsystem BTC PRINS PRINS Offshore Winparks (> 1 GW) Onshore Wind Parks & MS-Verteilnetze (> 1 GW; > 400 Einspeiser) Netzleitsystem (> 120 aktive Installationen) 13

14 Anwendungsszenarien BTC GRID Agent Netzanschlussbedingungen für Mischparks erfüllen Regelung Offshore Windparks Günstigerer / schnellerer Netzanschluss durch dynamische Kappung bei Mischparks Dynamische Spitzenkappung Blindleistungsbilanz Systemdienstleistung Blindleistung Netzintegration von Ladesäulen 14

15 BTC GRID Agent Netzregler Intelligente Regelung als Alternative zum Verteilnetzausbau Stringenter Qualitätsansatz BTC GRID Agent ist zertifiziert gemäß BDEW Techn. Richtlinie Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz Validierung in mehreren externen Laboren Simulation von Kudennetzen in eigener Laborumgebung Anpassbarer Security-Ansatz (sowohl Feldtest als auch Produktiveinsatz) FMEA-Analyse Flexibel einsetzbar und integrierbar Entweder als integrierte Hardware-Software-Lösung für Umspannwerke oder als Software für zentrale Server lieferbar Kommunikation via IEC 104 und IEC 61850; Weiternutzung Eisman-Steuerkanäle Verwendbar mit Leittechnik u. Leitsystemen verschiedener Hersteller 15

16 BTC GRID Agent Netzregler Funktionsprinzip im Überblick 16

17 BTC GRID Agent Netzregler Einsatzbeispiel Aufbaubeispiele für eine dezentrale Variante. Alternativ kann der Regler auf zentralen Servern (also rein als Software) zum Einsatz kommen. Beckhoff Embedded PC als Ausführungsplattform für den BTC GRID Agent Netzregler 17

18 Blindleistungsmanagement bzgl. Blindleistungshaushalt Es gibt derzeit insb. je nach Regelzone und Netzkonstellation unterschiedliche Vereinbarungen bzgl. Vergütung eines VNBs an vorgelagerte NB für Blindleistung. Ausgleichen Blindleistungsbilanz Quelle Grundkarte der ÜNBs: Francis McLloyd, Wikipedia, CC BY-SA

19 Szenarien für die Ladeinfrastruktur Private Stellplätze im Eigenheim Parkplätze von Wohnanlagen Straßenrand/öffentliche Parkplätze Parkhäuser Gewerbe mit Fuhrpark Busladestation StreetScooter GmbH 19

20 Agenda 1. Überblick BTC AG 2. Motivation Digitaler Netzausbau (insb. am Beispiel dynamischer Spitzenkappung) 3. Rechtsrahmen operative Umsetzung Dynamische Spitzenkappung 4. Operative Umsetzung & weitere Anwendungsszenarien 5. Projektbeispiele BTC GRID Agent 6. Zusammenfassung und Ausblick 20

21 BTC GRID Agent (Beispiel 1/5) Dynamische Spitzenkappung in UW Wittmund bei Jever SA Tettens SA Wittmund Steuerung von: 1 BHKW (2 MW) 4 PV-Anlagen (3,4 MW) 6 Windenergieanlagen (4,8 MW) Messung von: Schaltanlagen (vorhanden) 9 Ortsnetzstationen UW Jever Quelle: Vortrag Automatische Netzregelung als Alternative zum klassischen Netzausbau Dr. Enno Wieben EWE NETZ 21

22 BTC GRID Agent (Beispiel 2/5) Blindleistungsregelung: Projekt mit Produktivstart 10/2017 Netzgebiet Ländliches MS-Netz mit Dorf und verschiedenen Erzeugern 4 Anlagen Wind, 1 MW PV, 5 Anlagen Biogas Aufgabenstellung Prio 1: Spannungsbandverletzungen mit Q ausregeln Prio 2: Blindleistungsvorgabe am UW erreichen 22

23 Agenda 1. Überblick BTC AG 2. Motivation Digitaler Netzausbau (insb. am Beispiel dynamischer Spitzenkappung) 3. Rechtsrahmen operative Umsetzung Dynamische Spitzenkappung 4. Operative Umsetzung & weitere Anwendungsszenarien 5. Projektbeispiele BTC GRID Agent 6. Zusammenfassung und Ausblick 23

24 Zusammenfassung & Ausblick Digitaler Netzausbau als optionale Alternative zum konventionellen Netzausbau Seit Mitte 2016 ist dynamische Spitzenkappung zur Integration von EE für deutsche VNBs legalisiert Rollout dynamische Szenarien dynamische Spitzenkappung beginnt jetzt Einsparpotentiale: In vielen Netzen 100% zusätzliche Anschlussleistung für EE; kommt auf Netz an Automatisierte Regelung von probabilistisch überbauten Verteilnetzen ist Neuerung für viele VNBs Erhöhung Automatisierungsgrad u. neue Technologien Anwendung neuer Planungsverfahren (im Gegensatz zu Worst-Case-Dimensionierung) Jedoch viele Kundenmotivationen: Vermeidung Netzausbau, Günstigster Netzanschluss für Anlagenbetreiber, Einstieg in die Digitalisierung, Schnelles wirtschaftliches Ausrollen von Ladesäulen Ausblick Verzahnung von Netzregelung mit Smart Grid & Smart Market Nutzung von Smart Metering Infrastrukturen Wert von Blindleistung etabliert sich (VNBs müssen untereinander zahlen; Flexibilitäten werden belohnt) Aufbaubeispiel für dezentrale Variante. Alternativ auf zentralen Servern (also rein als Software) einsetzbar. 24

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