Stand der Netzanpassung an die Energiewende in RLP

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1 Ein Stromnetz für die Energiewende Stand der Netzanpassung an die Energiewende in RLP René Chassein Technischer Vorstand PFALZWERKE AKTIENGESELLSCHAFT

2 Agenda Netzbestand der Pfalzwerke Netz AG Entwicklung der Windenergie Entwicklung der Photovoltaik Installierte Leistung regenerativer Energieerzeugung Verteilung der Einspeiseleistungen im Netzgebiet Erweiterungen im Netz Projekte zur Optimierung und Vermeidung / zeitlichen Streckung von Netzausbau Fazit 2

3 Netzbestand der Übertragungsleistung eines Stromkreises Nennspannung (üblich) Netzebene Transformatorleistung 1600MVA 220kV, 380kV Höchstspannung (HöS) 120MVA 110kV Hochspannung (HS) 10MVA 10kV, 20kV, 30kV Mittelspannung (MS) 150kVA 0,4kV Niederspannung (NS) Umspannung (HöS/HS) Umspannung (MS/NS) Umspannung (HS/MS) 350MVA 40MVA 630kVA 3

4 Netzbestand der Übertragungsleistung eines Stromkreises Nennspannung (üblich) Netzebene Transformatorleistung 1600MVA 220kV, 380kV Höchstspannung (HöS) 120MVA 110kV Hochspannung (HS) 10MVA 10kV, 20kV, 30kV Mittelspannung (MS) 150kVA 0,4kV Niederspannung (NS) Umspannung (HöS/HS) ca. 1200km 110 kv-stromkreise Umspannung (MS/NS) ca. 4500km 20 kv-stromkreise Umspannung (HS/MS) ca. 9000km 0,4 kv-stromkreise 350MVA 40MVA 630kVA 4

5 Netzbestand der Übertragungsleistung eines Stromkreises Nennspannung (üblich) Netzebene Transformatorleistung 1600MVA 220kV, 380kV Höchstspannung (HöS) 120MVA 110kV Hochspannung (HS) 10MVA 10kV, 20kV, 30kV Mittelspannung (MS) 150kVA 0,4kV Niederspannung (NS) Umspannung (HöS/HS) Umspannung (MS/NS) Umspannung (HS/MS) 350MVA ca MVA Trafos ca kVA Trafos 5

6 Netzbestand der Versorgungsgebiet: HöS- und HS-Netz 6

7 Netzbestand der Versorgungsgebiet: HöS-, HS- und MS-Netz 7

8 Entwicklung der Windenergie 8

9 Entwicklung der Photovoltaik 9

10 Installierte Leistung regenerativer Energieerzeugung (Stand 12/2016) Max. Bezug vorgelagerter Netzbetreiber ca MW Max. Lieferung an vorgelagerten Netzbetreiber ca. 138 MW Pinstalliert / MW Spannungsebene Sparte 0,4 kv PV 281 0,4 kv BHKW 6 0,4 kv Wasser 2 0,4 kv Biomasse + Sonstige 1 20 kv Wind kv PV kv BHKW kv Biomasse + Sonstige kv BHKW + Sonstige kv Wind zzgl. in Netzen der Stadt- und Gemeindewerke (Daten aus Meldungen der Amprion und BNetzA) Erteilte Leistungszusagen (20kV und 110kV): 190 MW Vorliegende Anfragen ohne Leistungszusage (20kV und 110kV): ca. 380 MW 10

11 Verteilung der Einspeiseleistungen im Netzgebiet Installierte Leistung EEG-geförderter Anlagen Stand Einwohner: Fläche: 1,6 Mio 5900 km² Max. Bezug vom vorgelagerten NB: ca MW Max. Lieferung an vorgelagerten NB: ca. 138 MW EE-Einspeisung inst (ohne Stadt- u. Gemeindewerke) ca MW 11

12 Erste Ableitungen und Initiativen seit Ausrufen der Energiewende Antizipation der zu erwartenden Netzausbaukosten Impulse im Rahmen der Fortschreibung LEP IV Beteiligung an der Verteilnetzstudie RLP Breite Beteiligung an Forschungsprojekten (Smart Grid) 12

13 Erweiterungen im Netz (Netz-)Erweiterungen durch Fremdanlagen 110 / 20kV-Umspannebene Neue Fremdanlagen zur Einspeisung von Windenergie [Trafoleistung] UW Alsens 100 MVA UW Bolanden 50 MVA UW Hermersberg 40 MVA UW Lettweiler Höhe 120 MVA UW Linden 63/80 MVA UW Morbach 50 MVA = 440 MVA ( PW = ca MVA) 13

14 Eigene umgesetzte Netzerweiterungen 110kV-Netz Neubeseilung der Leitungsverbindung Otterbach-Oberndorf von ca. 36 km mit Hochtemperatur-Leiterseil (HTLS) (ca. 3,5 Mio. ) 110 / 20kV Umspannebene Errichtung des UW Weselberg (ca. 4,5 Mio. ) Erhöhung der Übertragungsleistung an 7 HS/MS-Umspannern durch den Umbau auf forcierte Kühlung (ca. 0,2 Mio. ) Zusätzliche 20kV-Felder zum ausschließlichen Anschluss von Erzeugungsanlagen in Umspannwerken (ca. 1,5 Mio. ) Zubau von E-Spulen zur Kompensation der EA-Netze (ca. 1,0 Mio. ) Erweiterungen in Mittel- und Niederspannungsnetzen (ca. 3,5 Mio. ) 14

15 Geplante Netzerweiterungen 110kV-Netz Errichtung einer 110kV-Leitungsverbindung zw. Oberndorf und Bischheim (ca. 15 km Luftlinie) Großer Widerstand seitens der Öffentlichkeit Inzwischen ist das Verfahren durch die SGD eingestellt Errichtung des UW Vinningen mit 110kV-Anbindung in der Nähe von Pirmasens (geplante Kosten 6-8 Mio. ) Zeitstrahl: Mehr Kupfer wird nicht reichen! 15

16 ront Regelbarer Ortsnetztransformator Grundsätzlich können für Maßnahmen im Netz, die durch Verletzung der Spannungsgrenzwerte an Wechselrichtern in Niederspannungsnetzen entstehen, zwei Faktoren verantwortlich sein: - Spannungsanhebung im Mittelspannungsnetz zum Beispiel durch Einspeisung von Windkraftanlagen oder Biomasseanlagen - Spannungsanhebung im Niederspannungsnetz insbesondere durch PV-Anlagen Neben den klassischen Maßnahmen wie z.b. Netzausbau, Blindleistungsmanagement oder Begrenzung der Anlagenleistung gewinnt der ront zukünftig zunehmend an Bedeutung - auch unter wirtschaftlichen Kriterien. - Der ront regelt die Spannung auf der 400V-Seite des Transformators 16

17 ront grundsätzliches Unterscheidungsmerkmal zum konventionellen ONT (KONT) KONT Erzeugungsanlagen Lasten Durch Lasten und Erzeugungsanlagen wird das zulässige Spannungsband von +/- 10% ausgeschöpft, da sich die Spannungsabfälle in den Nieder- (NS) und Mittelspannungsnetzen (MS) addieren. -> Tritt insbesondere bei gleichzeitig vorhandenen hohen Einspeiseleistungen in NS und MS auf. Derzeit einzige aktive Regelung 17

18 ront grundsätzliches Unterscheidungsmerkmal zum konventionellen ONT (KONT) ront Die Regelung am ONT entkoppelt die MS von der NS. Somit können in beiden Netzebenen die zulässigen Spannungsbänder ausgereizt werden. Zusätzliche aktive Regelung am Ortsnetztrafo 18

19 Projekte zur Optimierung und Vermeidung / zeitlichen Streckung des Netzausbaus LISA - Leitfaden zur Integration spannungsstabilisierender Applikationen Zusammenspiel von regelbarem Ortsnetztransformator (L-rONT und A-rONT), Strangregler, Blindleistungsregelung von dezentralen Erzeugungsanlagen in verschiedenen Regelszenarien - Forschungsprojekt LISA mit Testnetz Weisenheim am Berg: A-rONT rontmit abgesetzter Sollwertvorgabe regelt die Spannung anhand von einzelnen abgesetzten Spannungsmessungen im Niederspannungsnetz. - Vergleich mit Forschungsprojekt Insheim: L-rONT ront mit leistungsflussabhängiger Sollwertvorgabe regelt die Spannung auf einer vorgegebenen Kennlinie, die von der aktuell über den Transformator übertragene Wirkleistung (mit Flussrichtung) abhängt. - Kommunikation der Geräte und Messpunkte erfolgt über das Niederspannungsnetz mit Breitbandpowerline Forschungsziel: Erstellung eines Leitfadens mit den gewonnenen Kenntnissen als alternative Netzausbauplanung zum konventionellen Netzausbau 19

20 LISA Testnetz-Ausbau Abgesetzte Messung am kritischen Knoten Kommunikation Regelbarer Ortsnetztransformator bzw. Strangregler Dezentrale Erzeugungsanlage 20

21 FLOW-R Flexibler Ortsnetzwirkleistungs-Regler Steuern von Wirkleistungsflüssen im Niederspannungsnetz - Der Regler kann Zusatzspannungen mit Phasenverschiebung erzeugen. (360º in 30º-Schritten) (bekannt aus der Hoch- und Höchstspannung = Phasenschieber ) - Durch das Überlagern einer Zusatzspannung, die in Betrag und Winkel steuerbar ist, lassen sich die Lastflüsse, insbesondere in inhomogenen Ring- und Maschennetzen entgegen dem natürlichen Leistungsfluss der Physik beeinflussen. - Mittels Regeleinrichtung im FLOW-R werden die Strom- und Spannungswerte an kritischen Netzpunkten ausgewertet und der Lastfluss so gesteuert, dass sowohl Spannungs- als auch Stromgrenzwerte eingehalten werden. - Kommunikation der Geräte und Messpunkte erfolgt über das Niederspannungsnetz mit Breitbandpowerline Forschungsziel: Deutliche Erhöhung der Aufnahmekapazität von Leistung aus regenerativen Energien bei bestehenden Netzen durch optimierte Lastverteilung. 21

22 FLOW-R Testnetz-Ausbau Abgesetzte Messung Kommunikation FLOW-R Regler Dezentrale Erzeugungsanlage 22

23 Schaufenster intelligente Energie (SINTEG) Digitale Agenda für die Energiewende Forschungskonsortium: Teilvorhaben: SESAM-Farm Sustainable Energy Supply for Agricultural Machinery 23

24 Das Bild kann zurzeit nicht angezeigt werden. Schaufenster intelligente Energie (SINTEG) Digitale Agenda für die Energiewende Konsortialprojekt: Teilvorhaben: SESAM-Farm Nutzung erneuerbarer Energien in landwirtschaftlichen Betrieben. Neuartiger Einsatz von mobilen Speichersystemen, innovativen netz-, system-, und marktdienlichen regionalen Netzbetriebskonzepten schneidet dieses Konzept spezifisch auf moderne landwirtschaftliche Betriebe zu. - Durch Flexibilisierung zur Optimierung des Energiesystems beitragen. - Entwicklung von innovativen Netzbetriebskonzepten unter Berücksichtigung von verschiebbaren Lasten / flexiblem Netzbetrieb. - Energiemanagement / Bereitstellung von Systemdienstleistungen Konzept zur bilanziell energie-autonomen und vollständig aus erneuerbaren Energien versorgten Farm Bedienungsanleitung zur intelligenten Integration von Einzellösungen zur Gewährleistung der Systemstabilität für eine effiziente Gestaltung der Energiewende 24

25 Das Bild kann zurzeit nicht angezeigt werden. Das Bild kann zurzeit nicht angezeigt werden. Modellregion: Lehr- und Versuchsanstalt für Viehhaltung Hofgut Neumühle. Bezirksverband Pfalz Münchweiler/Alsenz Überbetriebliche Ausbildung, Fort- und Weiterbildung Praxisrelevante Versuche Verbraucherbildung 2 x 20 kv Anschlüsse 400 kw Photovoltaik Große Dach- und Freiflächen für PV und Windkraft, Biomasse aus Ackerbau und Nutzung von Gülle Speicher und Flexibilitätsoptionen durch den Einsatz von Batterien landwirtschaftlicher Fahrzeuge (John Deere) 25

26 Fazit Aus der Energiewende ergeben sich für die Netzbetreiber sowohl investive Anforderungen (Ausbau der Netzinfrastruktur) als auch erhöhter operativer Aufwand (intelligenter Netzbetrieb) Die heutige auf Kosten-Reduktion fokussierte Anreizregulierungsmethodik wird diesen Anforderungen nicht gerecht (Investitionshemmnis) Lange Abschreibungs- und Nutzungsdauern von Netz-Assets (> 30 a) erfordern in besonderem Maße Planungs- und Investitionssicherheit Nur politisch zu lösende Aufgabe: Bessere Koordination der Zubauplanung regenerativer Erzeugungsanlagen mit der Netz-Ausbauplanung ( Netzentwicklungspläne für die Verteilnetzebene ) 26

27 Ein Stromnetz für die Energiewende Stand der Netzanpassung an die Energiewende in RLP René Chassein Technischer Vorstand PFALZWERKE AKTIENGESELLSCHAFT Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!