Zukunftsfähige-Netze- Potenziale-und-Chancen-in-Thüringen

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Kristian Geier
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1 Zukunftsfähige-Netze- Potenziale-und-Chancen-in-Thüringen Univ.&Prof.+Dr.&Ing.+Dirk+Westermann Institut+für+Elektrische+Energie& und+steuerungstechnik FG+Elektrische+Energieversorgung Technische+Universität+Ilmenau

2 Fragestellungen! Was$sind$Zukunftsfähige$Netze? Neue$Transportaufgabe Vertikale$Netzkopplung Neue$Netznutzungsprinzipien! Potentiale$und$Chancen$für$Thüringen? Anforderungen$zukunftsfähiger$Netze Freistaatliche$Vorteile Energiewende$ powered by Thuringia $!?! Zusammenfassung Unkorrigierte Fassung. Für dieses Dokument und den darin dargestellten Gegenstand behalten wir uns alle Rechte vor. Vervielfältigung, Bekanntgabe an Dritte oder Verwendung auß erhalb des vereinbarten Z weckes sind nicht gestattet. Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dirk Westermann, FG 2164, TU Ilmenau - [ 2 ]

3 Neue,Transportaufgabe,in,Deutschland [Bild:$Amprion]! Zunehmender$Anteil$EE$in$lastschwachen$Netzgebieten$! Leistungsflussumkehr$an$Netzkuppelstellen! Abschaltung$von$(KernP)$Kraftwerken$in$laststarken$Netzgebieten! Schwache$Kopplung$zwischen$Erzeugungsquellen$und$Lastsenken Unkorrigierte Fassung. Für dieses Dokument und den darin dargestellten Gegenstand behalten wir uns alle Rechte vor. Vervielfältigung, Bekanntgabe an Dritte oder Verwendung auß erhalb des vereinbarten Z weckes sind nicht gestattet. Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dirk Westermann, FG 2164, TU Ilmenau - [ 3 ]

Netzzubau$mit$möglichst$hoher$Akzeptanz$bei$Bevölkerung o o o Hohe$Energiedichte$pro$Trasse Teilverkabelung$ NOVAPPrinzip [Bild:$ Friends ofthe Supergrid]!

4 Lösung,der,neuen,Transportaufgabe,im,Transportnetz! Neue$Anforderungen an$höchste$netzebene$ (Transportnetz) Übertragung$großer-Leistungen$über$große-Distanzen Schnelle$Anpassungsfähigkeit$an$ Fluktuationen $ Netzzubau$mit$möglichst$hoher$Akzeptanz$bei$Bevölkerung o o o Hohe$Energiedichte$pro$Trasse Teilverkabelung$ NOVAPPrinzip [Bild:$ Friends ofthe Supergrid]! Technologieoptionen$Transportnetz Hochspannungswechselstrom$(HVAC)$>>$400$kV o Nur$als$Freileitungsvariante$sinnvoll$realisierbar o Kein$natürlicher$Leistungsfluss$in$neuer$Netzebene$ohne$Einspeisung Hochspannungsgleichstrom$(HVDC$bzw.$HGÜ) o Teilverkabelung$ einfacher $ o Schnelle$Regelbarkeit o Wirtschaftlicher$bei$Langstreckentransport [Bild:$ CIGRE$B4.52] Unkorrigierte Fassung. Für dieses Dokument und den darin dargestellten Gegenstand behalten wir uns alle Rechte vor. Vervielfältigung, Bekanntgabe an Dritte oder Verwendung auß erhalb des vereinbarten Z weckes sind nicht gestattet. Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dirk Westermann, FG 2164, TU Ilmenau - [ 4 ]

5 PunktPzuPPunktPVerbindungen 2023 " Stand+der+Technik [NEP$2013] Unkorrigierte Fassung. Für dieses Dokument und den darin dargestellten Gegenstand behalten wir uns alle Rechte vor. Vervielfältigung, Bekanntgabe an Dritte oder Verwendung auß erhalb des vereinbarten Z weckes sind nicht gestattet. Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dirk Westermann, FG 2164, TU Ilmenau - [ 5 ]

Mögliche,zukünftige,Erweiterung,! PunktPzuPPunktPVerbindungen! MultiPTerminalPSysteme " Stand+der+Technik [NEP$2013] Unkorrigierte Fassung.

6 Mögliche,zukünftige,Erweiterung,! PunktPzuPPunktPVerbindungen! MultiPTerminalPSysteme " Stand+der+Technik [NEP$2013] Unkorrigierte Fassung. Für dieses Dokument und den darin dargestellten Gegenstand behalten wir uns alle Rechte vor. Vervielfältigung, Bekanntgabe an Dritte oder Verwendung auß erhalb des vereinbarten Z weckes sind nicht gestattet. Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dirk Westermann, FG 2164, TU Ilmenau - [ 6 ]

7 Entstehung,einer,neuen,Netzebene,?! PunktPzuPPunktPVerbindungen! MultiPTerminalPSysteme! Vermaschtes$HGÜPNetz >2045 [W. Fischer and D. Westermann, An overlay network for Europe The DC Grid Option, IEEE Swiss Chapter Workshop SUPERGRID INTERACTION BETWEEN AC AND DC POWER SYSTEMS, 2013] Unkorrigierte Fassung. Für dieses Dokument und den darin dargestellten Gegenstand behalten wir uns alle Rechte vor. Vervielfältigung, Bekanntgabe an Dritte oder Verwendung auß erhalb des vereinbarten Z weckes sind nicht gestattet. Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dirk Westermann, FG 2164, TU Ilmenau - [ 7 ]

Systemansatz, 80%+,EEG,Einspeisung,mit,Overlaynetz und,speichern, Overlay(Netz/ HGÜ ~ DC2Netz2Control P2f2 Regelung P( Anforderung Speicher( anfrage 380*kV Groß2 KWs Regional(DC(Control Groß2

8 Systemansatz, 80%+,EEG,Einspeisung,mit,Overlaynetz und,speichern, Overlay(Netz/ HGÜ ~ DC2Netz2Control P2f2 Regelung P( Anforderung Speicher( anfrage 380*kV Groß2 KWs Regional(DC(Control Groß2 industrie 110*kV Speicher2 KWs Speicher( Management( System Station Industrie/* Gewerbe Speicher Klein2 KWs 20FkV 20*kV 20FkV 20*kV DSM Speicher(Zustand Speicher(Anforderung Station DSM2Control 0,4*kV 0,4$kV 0,4*kV 0,4$kV 0,4*kV 0,4$kV 0,4*kV 0,4$kV DSM Das$zukunftsfähige$Netze$weißt$mehr$Freiheitsgrade$ horizontal$ wie$auch$vertikal$auf$. Klein2 gewerbe Wohn2 ungen Unkorrigierte Fassung. Für dieses Dokument und den darin dargestellten Gegenstand behalten wir uns alle Rechte vor. Vervielfältigung, Bekanntgabe an Dritte oder Verwendung auß erhalb des vereinbarten Z weckes sind nicht gestattet. Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dirk Westermann, FG 2164, TU Ilmenau - [ 8 ]

9 Vertikale,Systemführung! Anforderungen durch Erneuerbarer Energie (EE) HVDC Hauptsächlich Wind & PV Signifikanter Anteil an EE in unteren Spannungsebenen Bidirektionale Leistungsflüsse ÜNB ÜNB Leitwarte 400 kv Anpassung Netzleittechnik erforderlich VNB VNB Leitwarte! Neue Netzmanagementmaßnahmen erforderlich Q Wegfall konv. KW (Markt und umweltpolitisch) P Neue Stellglieder benötigt Flexibilität von Verteilernetzen VNB VNB Leitwarte P Abruf! Koordinierte Interaktion ÜNB-VNB! Einbeziehung des VNB in Systemverantwortung Aggregator t " Neuartige Netzführungsaufgaben " Nutzung neuer Stellglieder Legende P Messwert,i (t) Befehle EE Speicher Flexible Lasten [In Anlehnung an R. Schwerdfeger and D. Westermann, Approach for ancillary service provision by decentralized energy devices with the focus on load frequencycontrol, 4 July 2014, [Online]. Available Unkorrigierte Fassung. Für dieses Dokument und den darin dargestellten Gegenstand behalten wir uns alle Rechte vor. Vervielfältigung, Bekanntgabe an Dritte oder Verwendung auß erhalb des vereinbarten Z weckes sind nicht gestattet. Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dirk Westermann, FG 2164, TU Ilmenau - [ 9 ]

10 [W. Fischer and D. Westermann, An overlay network for Europe The DC Grid Option, IEEE Swiss Chapter Workshop SUPERGRID INTERACTION BETWEEN AC AND DC POWER SYSTEMS, 2013] Bausteine,der,Energiewende, Powered by Thuringia Transportaufgabe Leistung! Ausbau Transportnetz! Kopplung in mehreren Spannungsebenen! Horizontale und vertikale Leistungsflussregelung " Netzgesellschaft Thüringen " Technologien entwickeln " Akzente setzen >2045 Systemsicherheit Energiestabilität! Speicher in allen Netzebenen und flexible Lasten! Umfassende Leistungs-Frequenz-Regelung! Bündelung mit anderen Energieträgernetzen (z.b. P2G) " Speicherpotentiale nutzen " Systemdienstleistungen anbieten " Bündelungsoptionen prüfen Thüringen$ könnte$zur$ elektrischen$schweiz $ von$deutschland$werden$. Unkorrigierte Fassung. Für dieses Dokument und den darin dargestellten Gegenstand behalten wir uns alle Rechte vor. Vervielfältigung, Bekanntgabe an Dritte oder Verwendung auß erhalb des vereinbarten Z weckes sind nicht gestattet. Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dirk Westermann, FG 2164, TU Ilmenau - [ 12 ]

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