Technische Aspekte zum Anschluß von Erzeugungseinheiten unter Beachtung des Vorrangs nach dem EEG aus Sicht der Netzbetreiber

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1 Symposium Liberalisierter Markt und Vorfahrt für erneuerbare Energien Rendsburg, 1. Februar 2001 Technische Aspekte zum Anschluß von Erzeugungseinheiten unter Beachtung des Vorrangs nach dem EEG aus Sicht der Netzbetreiber Frank Ehlers Schleswag AG Matthias Luther E.ON Netz GmbH

2 Technische Aspekte zum Anschluß von Erzeugungseinheiten unter Beachtung des Vorrangs nach dem EEG aus Sicht der Netzbetreiber Übersicht Aktuelle Situation der Einspeisung aus WEA bei Schleswag und E.ON Netz Praxis der Verbundnetzführung Technische Grenzen der Einspeisung aus WEA Anforderungen an den Netzanschluß Fazit

3 Aktuelle Situation der Windenergieeinspeisung innerhalb der Regelz von E.ON Netz (Stand: Januar 2001) Die derzeit innerhalb der Regelzone von E.ON Netz installierte Erzeugerkapazität aus Windenergie beträgt 3500 MW von denen etwa MW hauptsächlich in den nördlichen Küstenregionen einspeisen. Dies führt zu z.zt. zu maximalen Einspeisungen von MW mit einem Anstieg von bis zu 500 MW pro 15 Minuten. In den nächsten Jahren wird für das E.ON Netz ein Zuwachs an installierter Winderzeugungskapazität auf ca MW erwartet, wovon bereits ein Großteil zur Genehmigung angefragt wurde (insbesondere Off-Shore-Projekte). Hervorgerufen durch die große lokale Konzentration von Windenergieerzeugung (Leistung der einzelnen WEA von 1,5 MW bis 5 MW) werden zunehmend Netzanschlüsse auf der Hoch- und Höchstspannungsebene erforderlich. Die für die Windenergieanlagen durch E.ON Netz aufzubringende Regelleistung ist nahezu erschöpft. Deshalb ist eine physikalischer Export der erzeugten Windenergie in andere deutsche Regelzonen erforderlich geworden.

4 Aufgaben des Übertragungsnetzbetreibers Betrieb und Instandhaltung des Übertragungsnetzes mit dem Ziel der sicheren, preiswerten und umweltverträglichen Versorgung Diskriminierungsfreier Netzzugang Transparenz und wettbewerbsorientierte Netznutzung

5 Windeinspeisung und Lasten im nördlichen E.ON Netz (Horizont 2006) Geplante Windeinspeisung Offshore MW NZ Lübeck MW NZ Ems-Elbe MW Summe MW Übertragungskapazitäten national Abnahme Schwachlast MW Starklast MW RWE Net E.ON Netz Süd MW MW Übertragungskapazitäten international Eltra MW TenneT MW Baltic Cable 450 MW Viking Cable 600 MW

6 Windeinspeiseprognoseverfahren Hauptlastverteilung Deutscher Wetterdienst Windprognose 2 Tage im Voraus Windstärke Ist-Werte Modem Einspeiseprognose Algorithmus Umrechnung der Windgeschwindigkeit auf Nabenhöhe Interpolation zwischen den Stützstellen Summation Archivierung

7 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 Leistung MW Windeinspeisung am 3. Dezember 1999 Leistung / MW Lastsprünge 400 MW innerhalb von 15 Minuten Zeit Zeit

8 Leistung MW Windeinspeisung am 31. Januar 2000 Leistung / MW Mo Di Mi Do Fr Sa So Wochentag

9 Netztechnische Kriterien für die Grenzen von Windeinspeisung Thermische Grenzen Spannungsstabilität Frequenzstabilität

10 Wirtschaftliche Auswirkungen der Einspeisung aus WEA aus der Sicht des Übertragungsnetzbetreibers Erhöhter Regelleistungsbedarf Durchführung von Netzverstärkungsmaßnahmen Wettbewerbsverzerrungen im europäischen Markt

11 Erzeugungsmanagement bei hohem Windenergieaufkommen Betrieblicher Rahmen aus der Sicht des Übertragungsnetzbetreibers (TSO) Gemäß EEG Erneuerbare Energien Gesetz hat die in Windenergieanlagen erzeugte Energie Vorrang vor der Erzeugung aus anderen Energiequellen. Wenn der Anschluss von Windenergieanlagen zu Transportengpässen führt, muss der TSO Gegenmaßnahmen ergreifen auch wenn er dadurch eigene Mehrkosten verursacht. Der Abbau von Engpässen im Netz verzögert sich gegenüber der Errichtung von Windenergieanlagen und führt zum Verlust der n-1 Sicherheit in Zeiten hoher Windenergieeinspeisung; Ungewissheiten in der regionalen Entwicklung der Windenergienutzung behindern eine effiziente Netzausbausplanung. Das gleichzeitige Auftreten von Stromtransiten und Erzeugung aus Windenergie in Netzen mit dezentral verteilten Kraftwerksstandorten kann prinzipiell zu Netzengpässen in jeder Spannungsebene führen, die es nicht gestatten, die erzeugte Energie zum Verbraucher zu transportieren. Schlussfolgerung: Es besteht die Notwendigkeit einer zeitweiligen Begrenzung der Windstromeinspeisung im Fall Engpässen im Netz.

12 Erzeugungsmanagement bei hohem Windenergieaufkommen Konventionelle Erzeugung HVDC Technisches Konzept ~ ~ ~ ~ P i opt Direkt angeschlossenen Windparks Maßnahmen State Estimator Überschuss- Analyse 380/220 kv Ebene P i opt Hauptsteuersignal optimale Erzeugung E.ON Netz 110 kv Ebene P i opt Hauptsteuersignal Max. zulässige Rückspeisung aus unterlagerten Netzen Verteilnetz- Lastverteiler MS Ebene z.b. Schleswag MS Ebene Einzelne Windenergieanlagen Verteilnetz- Lastverteiler

13 Schalthoheit für den Netzanschluss von WEA 110 kv E.ON Netz Schaltbefehl Kundenanlage MS

14 Aktuelle Aspekte zum Anschluss von Windenergieanlagen Fazit: Analyse des Ist- und Planungszustandes - stationäre und dynamische Netzberechnung - Bestimmung der technischen Grenzen - Ableitung von Netzkonzepten in enger Abstimmung zwischen Verteil- und Übertragungsnetzbetreiber Technische Spezifikation des Netzanschlusses - Ableitung von technischen Anforderungen an den Netzanschluss in Abstimmung mit Herstellern und Forschungseinrichtungen