Generierung von Benchmark-Modellnetzen in der Hochspannungsebene auf Basis öffentlich verfügbarer Daten

Ähnliche Dokumente
Generierung von Benchmark-Modellnetzen in der Hochspannungsebene auf Basis öffentlich verfügbarer Daten

Ermi8lung von Transi;lüssen im Hochspannungsnetz durch mehrere Verknüpfungspunkte mit dem Übertragungsnetz

Einfluss von auslegungsrelevanten Netznutzungsfällen auf die Netzdimensionierung

Auswirkungen unterschiedlicher Einspeisemanagementkonzepte auf den Netzausbaubedarf in der Verteilnetzebene

Zukünftige Herausforderungen für Verteilnetzbetreiber

ERMITTLUNG VON TRANSITFLÜSSEN IM HOCHSPANNUNGSNETZ DURCH MEHRERE VERKNÜPFUNGSPUNKTE MIT DEM ÜBERTRAGUNGSNETZ

15. Symposium Energieinnovation, , Graz/Austria

Referenznetzplanung von Mittelspannungsnetzen unter Berücksichtigung geografischer Randbedingungen

Auswirkung der regionalen Verteilung Erneuerbarer Energien auf den Netzausbaubedarf im Verteilungsnetz

Gemeinsame Szenarien der Teilprojekte 1 4

Bewertung von Standorten für elektrische Ladeinfrastruktur anhand der Lage zum Stromnetz in Kombination mit dem Verkehrsaufkommen

Simulation des Einflusses von Wirkleistungsreduktion auf den Verteilnetzausbau am Beispiel Baden- Württemberg

Moderne Verteilernetze für Deutschland Einfluss der Integration erneuerbarer Energien auf den Netzausbaubedarf in Deutschland

Ausbauplanung von Verteilnetzen unter Berücksichtigung von Netzengpassmanagement mit marktbasiert bereitgestellter Flexibilität

Neue Kultur der Zusammenarbeit: Strategische Netzplanung im Verteilungsnetz

AUSWIRKUNG DER REGIONALEN VERTEILUNG ERNEUERBARER ENERGIEN AUF DEN NETZAUSBAUBEDARF

Stochastische Abhängigkeit von Prognosefehlern der dargebotsabhängigen Einspeisung

Statische Spannungshaltung technisch und wirtschaftlich vergleichen

Verlässliche und langfristige Netzausbauplanung

place picture here Dr. Klaus von Sengbusch, Fernwirktechnik, 6. Oktober 2010 Die Rolle der Fernwirktechnik im Smart Grid Pilotprojekt MeRegio

Einflussgrößen auf Redispatchmengen in Deutschland

Berufsfeldorientierung Elektrotechnik

Positive Effekte von Energieeffizienz auf den deutschen Stromsektor

Erneuerbare Energie aus Sicht eines Netzbetreibers

EINFLUSS VON POWER-TO-GAS-ANLAGEN AUF DEN KRAFTWERKSEINSATZ UND DAS ÜBERTRAGUNGS-

Netzmodelle, Netzplanung und technische Optionen

Dr. Florian Steinke, Dr. Clemens Hoffmann April 2011 Copyright Siemens AG All rights reserved.

Energiewende eine gemeinsame Herausforderung für Strom- und Gasnetze. aus Sicht Strom

Verteilnetzstudie Baden-Württemberg

Herausforderungen bei der Integration von EE Anlagen in die Verteilnetze strukturschwacher Räume eine Projektvorstellung

Vorschlag einer Verteilernetz-Komponente im Piloten für eine gemeinsame Ausschreibung von Wind und PV. Berlin

Modellierung der Einspeisung von Windenergie- und Photovoltaikanlagen für Strommarkt- und Netzbetriebssimulationen

Ist sichere Stromversorgung auf dem Weg zu 80% Erneuerbaren Energien möglich?

Kurzgutachten zur Analyse unterschiedlicher Anforderungen an Verteilernetzbetreiber in Deutschland

Bewertung des Einsatzpotentials eines assetbezogenen Virtuellen Kraftwerks

Grundlagen der Bedarfsermittlung und Netzberechnung

Integrierte Netzplanung & -Berechnung Serverbasierte Lösungen & Mobiles Arbeiten

Dr. Britta Buchholz, ABB-Pressekonferenz, 16. Januar 2013 Vorausschauender Netzbetrieb Analysieren Messen Regeln. ABB , ABB-Pressekonferenz

BTC NetWork Forum Energie 2010

Quo vadis beim Verteilnetzausbau in Baden-Württemberg?

Auswahl repräsentativer Netznutzungsfälle zur Bewertung zukünftiger Systemzustände in der Betriebsplanung elektrischer Übertragungsnetze

Aktuelle Musternetze zur Untersuchung von Spannungsproblemen in der Niederspannung. Marco Lindner, Christian Aigner

Zustandsschätzung und Regelung in einem intelligenten Energieübertragungsnetz

EnBW Verteilnetzstudie

Energiewende auf Netzebene im Saarland - heute und Saarbrücken, 30. September 2015

Positive Effekte von Energieeffizienz auf den deutschen Stromsektor

Prognosen der zeitlich-räumlichen Variabilität von Erneuerbaren

Auswirkung von Blindleistungsmanagementkonzepten dezentraler Erzeugungsanlagen auf den Netzbetrieb

Energiewende in Thüringen - Herausforderungen für Netz- und Leitungsinfrastruktur aus Sicht der Regional- und Verteilnetzbetreiber

Einfluss des Unit-Commitment im Redispatch

Studienvergleich. Titel. Zielsetzung und Fragestellung

Dezentrale Energiewende

Flexibilitätsoptionen zur Engpassbehebung - Ein Überblick

Einfluss der Energiewende auf den Betrieb der 110-kV-Netze

Institut für Energieversorgung und Hochspannungstechnik Fachgebiet Elektrische Energieversorgung Prof. Dr.-Ing. habil.

Projektvorstellung Symbiose-4-IuG Systemübergreifende optimale dezentrale Hybridspeicher-4-Industrie und Gewerbe

Kopplung von Strom- und Gasnetzen mit Power-to-Gas

Auswirkungen unterschiedlicher Einspeisemanagementkonzepte auf den Netzausbaubedarf in der Verteilnetzebene

Herausforderungen für das Verteilnetz in Baden-Württemberg durch die Energiewende

AUSBAUOPTIMIERUNG DEZENTRALER ENERGIESYSTEME ZUR UNTERSUCHUNG VON FLEXIBILITÄTSPOTENZIALEN BEIM AUSBAU ERNEUERBARER ENERGIEN

Zur Aggregation von Verteilnetzen für dynamische Übertragungsnetzsimulationen

Nodal Pricing in der Energiesystemanalyse: Modellierung und Ergebnisse

Dynamische Simulation der Stromversorgung in Deutschland nach dem BEE-Szenario Stromversorgung 2020 Hintergrundpapier zur Studie von Fraunhofer IWES

Smart Inverter für die dezentrale Erzeugung in Smart Grids. Dr. Bernhard Ernst, 20. Sep. 2016, Guangzhou

Gekoppeltes Energiesystemmodell für den Energieumstieg in Bayern

Von Smart-Meter-Daten zum Netzlastgang. 10. Internationale Energiewirtschaftstagung Wien,

Einfluss von Sekundärtechnik auf Kosten und Zuverlässigkeit von Verteilungsnetzen im Rahmen einer Qualitätsregulierung

Studie Moderne Verteilernetze für Deutschland im Auftrag des BMWi

Herausforderungen der Einspeisung regenerativer Energie in das Stromnetz. Harald Bock, E.ON edis AG 6. Mai 2011

AUSTRIAN POWER GRID AG

M. Luther, E.ON Netz GmbH, Bayreuth U. Radtke, E.ON Netz GmbH, Lehrte Betrieb und Planung von Netzen mit hoher Windenergieeinspeisung

Technische Voraussetzungen einer Netzentlastung durch Eigenverbrauch

Haben wir ein Speicherproblem?

Das Regionenmodell Basis detaillierter Analysen von Energieversorgungskonzepten

M. Eng. Karsten Schatz

SciGRID: ein offenes Referenzmodell europäischer Übertragungsnetze für Untersuchungen

ANWENDUNGSFALL-OPTIMIERTE BEREITSTELLUNG VON BLINDLEISTUNG AUS DEZENTRALEN ERZEUGUNGSANLAGEN IM 110-KV-VERTEILNETZ

ANWENDUNGSFELDER UND PLANUNGSKRITERIEN RONT

Die Energiewende im Stromverteilnetz

Herausforderungen der Energiewende für Übertragungsnetzbetreiber

Automatisierte Schutzfunktionsprüfungen

Lokale Energiespeicher auf Verteilnetzebene

Netzstudie M-V Ziele, Methoden; Beispiel Windenergie. 8. GeoForum MV , Rostock-Warnemünde

Grundlagen der Bedarfsermittlung

Intelligente Niederspannungsnetze ines Die intelligente Ortsnetzstation Die SAG-Systemlösung für dezentrales Netzkapazitätsmanagement

Rolle der Strom- und Gasverteilnetze für die Energiewende und Kunden in MV. Rostock, den Harald Bock, E.DIS Netz GmbH

14. Symposium Energieinnovationen. Graz, Österreich. 12. Februar 2016

Baukasten Energiewende Von Einzellösungen zum effizienten System der Zukunft. Achim Schneider, Westnetz GmbH

Baukasten Energiewende Von Einzellösungen zum effizienten System der Zukunft. Achim Schneider, Westnetz GmbH

Regionenmodell. Möglichkeiten und Bedarf von regional aufgelösten Daten

Strukturelle Betrachtung der Ausfallsicherheit von 110kV Modellnetzen

SMART GRID. DI Dr. Thomas Karl Schuster. 1 DI Dr. Thomas Karl Schuster, NP-STK

Netzwiederaufbau unter Berücksichtigung zukünftiger Kraftwerksstrukturen

Haben wir ein Speicherproblem?

Smart Area Aachen Zustandsschätzung in der Verteilnetzebene , Aachen

Kraftwerkseinsatzplanung in einem integrierten Netz- und Strommarktsimulator

Simulation des europäischen Strommarktes als Baustein der Netzentwicklungsplanung

Möglichkeiten und Grenzen des europäischen Verbundsystems - eine empirische Analyse für den deutschen Kraftwerkspark

Erweiterte Verantwortung der Verteilnetzbetreiber Kurzfassung

NETZINNOVATIONEN IM VERTEILNETZ VORAUSSETZUNG ZUKUNFTSFÄHIGER NETZE

Transkript:

SimBench Generierung von Benchmark-Modellnetzen in der Hochspannungsebene auf Basis öffentlich verfügbarer Daten Einleitung Methodische Vorgehensweise Generierung des Modellnetzes Erste Ergebnisse Annika Klettke, IAEW, RWTH Aachen 16.02.2017 - Wien 1

Einleitung Hintergrund und Motivation Verbundprojekt der Uni Kassel, Fraunhofer IWES, TU Dortmund, RWTH Aachen gefördert durch das BMWi Simulationsdatenbasis zum einheitlichen Vergleich von innovativen Lösungen im Bereich der Netzanalyse, Netzplanung und -betriebsführung Stark veränderte Netznutzung durch steigenden Anteil an dezentraler Erzeugung im Verteilnetz Notwendigkeit neuer Verfahren und Methoden zur Simulation des Netzbetriebs und zur Bestimmung von Netzausbau- und optimierungsmaßnahmen Heute: Keine nachvollziehbare und transparente Validierung dieser Verfahren aufgrund Fehlender Vergleichbarkeit bei Verwendung vertraulicher Netzdaten Verwendung öffentlich verfügbarer Daten mit Modellierungsungenauigkeiten Verwendung bestehender Modellnetze ohne Bezug auf aktuelle Entwicklungen Ziel IAEW Entwicklung von Benchmark-Modellnetzen auf Basis öffentlicher Daten für die Hochspannungsebene unter Berücksichtigung heutiger und zukünftiger Anforderungen 2

Einleitung Charakteristika Eigenschaften des Hochspannungsnetzes Galvanische Trennung einzelner Netze Hoher Vermaschungsgrad und inhomogene Netzstruktur Einsatz von Betriebsmitteln regional abhängig und historisch bedingt Städtisch vorwiegend Verkabelung Ländlich vorwiegend Freileitungen Berechnung der gesamten Hochspannungsebene erfordert für viele Anwendungen sehr hohen Rechenaufwand Quelle: E.ON Netze Gesamtziel Verfahren zur Generierung von Modellnetzen zur adäquaten Abbildung der Hochspannungsnetzebene als Benchmark für innovative Netzberechnungsmethoden Herausforderung: geeignete Annahmen, einerseits für möglichst realitätsnahe Abbildung der Netze, andererseits zur Reduktion der Komplexität, um Rechenbarkeit zu gewährleisten 3

Methodische Vorgehensweise Übersicht Datenbasis und Analyse Clustering & Kategorisierung Versorgungsaufgabe Topologie Städtisch, ländlich, gemischt Eigenschaften Zielgröße Verfahren Anzahl Cluster Literaturrecherche Datenanalyse Modellnetze HöS Netzgenerierung je Kategorie Netzstruktur Betriebsmitteltypen Versorgungsaufgabe Auf Basis Spezifikation je Kategorie Gemäß Anforderungen aus AWF Doppelsammelschienen Kopplung MS/NS und HöS Einbindung von Zeitreihen MS/NS Export Unterschiedliche Dateiformate.csv,.xml sql-datenbank über Connector 4

Methodische Vorgehensweise Anforderungen an das Hochspannungsnetzmodell Adressierte Anwendungsfälle Netzverlustoptimierung Ausfallsimulation Topologieoptimierung Spannungsstabilitätsbewertung Simulation der Spannungs- Blindleistungsoptimierung Simulation der Netzwiederherstellung Modelle für HöS/HS-Schnittstelle Komponentenmodelle Erzeuger Einspeisung, Wirk- und Blindleistungsgrenzen, Leistungsgradienten Lasten Transformatoren Betriebsmittelgrenzen Zeitreihen HVDC Knotenscharf Stündlich Schaltanlagen (SS, LS, Trenner) Konfiguration, Spannungsband, Schaltzustände 5

Hochspannungsebene Rohdaten Generierung des Netzmodells Knoten-Zweig-Modell Download der Rohdaten über OpenStreetMap-Server Filterung der Daten über Spannungsebene und Netzgebiet mit optimistischem Ansatz Überführung in zusammenhängendes Netz Polygon Station Rohdaten aus OpenStreetMap 1. Elemente ohne Angabe über die Spannungsebene werden auf Schnittpunkte mit Elementen der Hochspannungsebene geprüft 2. Anschluss offener Leitungsenden zu Knoten einer Station 3. Zusammenfassung nah aneinander liegender Station 4. Erstellung neuer Station für offene Leitungsenden ohne umliegende Station 5. Leistungsflussbasierte Dimensionierung Knoten Station 6

Hochspannungsebene Generierung des Netzmodells Versorgungsaufgabe Installierte Kapazitäten der EE-Anlagen Installierte Anlagen aus dem EEG-Anlagenregister Angabe des Postleitzahlgebiets Verteilung EE-Anlagen Wind PV Konventioneller Kraftwerkspark Anlagenregister der BNetzA Verteilung der Last Jahreshöchstlast von 79 GW Verteilung gemäß Einwohnerdichte je Postleitzahlgebiet *Installierte Leistung pro PLZ-Fläche Zuordnung zu den Hochspannungsnetzknoten über sogenannte Voronoi-Gebiete Clustering und Auswahl typisierte HS-Netze auf Basis der Versorgungsaufgabe 7

Erste Ergebnisse Modellnetz - Vorwiegend städtisch Untersuchungsrahmen Netzausschnitt mit Umspannstationen zur HöS-Ebene und Verzweigungen Kategorie: vorwiegend städtisch Untersuchungen zur Validierung 1. Lastflussberechnung für Normalbetrieb 2. Ausfallsimulation zur Dimensionierung für (n-1)-situationen Untersuchungsergebnisse Durchführung der Untersuchung für mehrere Iteration bei sukzessiver Hinzunahme von parallelen Leitungen notwendig Leitungsauslastung von bis zu 300 % der Strombelastbarkeit in erster Iteration Hohe Leitungsauslastung rückzuführen auf teilweise fehlende Angabe zur Stromkreisanzahl Eignung des Netzmodells für die Anwendungsfälle Grundlastfluss und Ausfallsimulation 8

Hochspannungsebene Zusammenfassung und Ausblick Hintergrund und Motivation Notwendigkeit neuer Verfahren und Methoden zur Simulation des Netzbetriebs und zur Bestimmung von Netzausbau- und optimierungsmaßnahmen Berechnungen für gesamtdeutsches Hochspannungsnetz rechenaufwändig und nicht zielführend Methodische Vorgehensweise Generierung des Knoten-Zweig-Modells auf Basis von Geodaten aus OpenStreetMap Bestimmung der Versorgungsaufgabe sowie die Wahl des Netzausschnittes mithilfe veröffentlichter Netzstrukturdaten und dem Anlagenregister Erste Ergebnisse und Ausblick Validierung des Netzmodells mithilfe von Lastflussberechnung und Ausfallsimulation Dimensionierungsbedarf hinsichtlich der Redundanz und der Auslastung der Betriebsmittel Validierung mit weiteren Anwendungsfällen im Projektverlauf angedacht 9

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft (IAEW) Schinkelstr. 6 D-52062 Aachen, Germany M.Sc. Annika Klettke Fon: +49 241 80-97887 ak@iaew.rwth-aachen.de M.Sc. Tobias van Leeuwen Fon: +49 241/80-96731 tl@iaew.rwth-aachen.de 10 15.02.2017 Annika Klettke annika.klettke@iaew.rwth-aachen.de