Erzeugungsmanagement Herausforderung für den Netzbetreiber ETG-Tagung >Technische Innovation in Verteilungsnetzen< Würzburg, 01. - 02.03.2005 Matthias Rosin Netzmanagement, Gruppenschaltleitung Lübeck
Erzeugungsmanagement ERZMAN Herausforderung für den Netzbetreiber! Hintergründe und Entscheidungswege! Konsequenzen aus dem EEG! Funktionsweise! Einsatzerfahrungen! Ausblick Seite 2
Windbedingter Netzausbau in Schleswig-Holstein bis 1999 uneingeschränkte Netzkapazitäten für Windkraft- Anschlüsse 1999 Handschin- Gutachten : 1.400 MW Wind ohne Netzausbau 01.04.2000 EEG Anschlusszusagen unter Bedingung Teilnahme ERZMAN 2001 Gemeinsames Ausbauszenario Wind onshore in SH Feb. 2002 Beantragung Netzausbaumaßnahmen durch E.ON Netz Sep. 2002 Abschluss Zuständigkeitsklärung Landesregierung Feb 2005 Trassierung u. Standort- Verhandlungen laufen 2005 DENA-Studie wird in Kürze erwartet? 730 MW Windkraft- Leistung [MW inst ] Quellen: DEWI, ENE, Landwirtschaftskammer SH 1.100 MW 1.550 MW 2.120 MW + 300 MW mit Anschlusszusage inkl. Anschlusszusagen: 2.450MW + 350 MW ohne Anschlusszusage Seite 3?
Problem: Windkraftzubau und notwendiger Netzausbau sind nicht synchronisiert Zubau dez. Erzeugung: Schnelles Wachstum aufgrund hoher EEG-Einspeisevergütungen! Netzausbau: Lange Realisierungsdauern v. a. wg. zeitaufwändiger Genehmigungsverfahren Netzengpässe Übergangslösung: temporäres Erzeugungsmanagement Seite 4
Warum Erzeugungsmanagement? Massiver Ausbau von Windenergieanlagen seit Inkrafttreten des EEG besonders in Schleswig-Holstein und Niedersachsen Verpflichtung der Netzbetreiber nach EEG zum Anschluss und zur vorrangigen Abnahme (Vergütung) Erschöpfung der Netzkapazitäten Übergangslösung bis zur Fertigstellung der notwendigen Netzausbaumaßnahmen Zeitlich begrenzte Einschränkung der Einspeiseleistung verhindert Überschreitung der derzeitigen Netzkapazitäten Seite 5
Hauptbereiche Windvorrangflächen Seite 6
Windeinspeisung sorgt für Netzengpässe: Für Neuanschlüsse Ausbau im 110-kV-Netz erforderlich Netzebene 380 kv 220 kv E.ON 110 kv ~ ~ Netzengpässe! Regional EVU 20 kv 10 kv ~ 0,4 kv Seite 7
Windzubau macht Netzausbau erforderlich Früher Stromnetze im küstennahen Raum: Nebenstraßen, i. d. R. einspurig Lastflussrichtung vom Landesinneren zur Küste: Einbahnstraßen geringe Lastdichte: geringes Verkehrsaufkommen Heute immer noch Nebenstraßen Bei Starkwind: Regionale Windstromerzeugung größer als regionaler Verbrauch, d. h. extrem hohes Verkehrsaufkommen in Gegenrichtung Fazit: Spurverbreiterung notwendig Seite 8
E.ON-Netzgebiet von Windkraft-Einspeisung am meisten betroffen Onshore-Windstrom rd. 50% bei E.ON Netz: 6.900 MW in Betrieb + 950 MW genehmigt + 2.050 MW angefragt Stand 31.12.2004 = 9.900 MW (E.ON Höchstlast rd. 20.000 MW) Offhore-Windstrom kommt hauptsächlich im Nordseeraum ins E.ON-Netz: 16.000 MW angefragt Seite 9
Eingeleitete Netzausbaumaßnahmen in Schleswig-Holstein Bereich Westküste Nord: - Neubau rd. 30 km 110-kV-Freileitung Breklum - Flensburg - Erweiterung UW Flensburg Bereich Westküste Süd: - Neubau rd. 30 km 110-kV-Freileitung Heide - Pöschendorf - Neubau UW Pöschendorf Bereich Ostholstein: - Neubau rd. 55 km 110-kV-Freileitung Göhl - Lübeck - div. Verstärkungsmaßnahmen Investition: rd. 70 Mio Seite 10
Windbedingte Netzengpässe in E.ON-Netz-Regelzone Bis 2006/2008: Schleswig-Holstein: 110 km neue HS-Leitungen, Kosten ca. 70 Mio. E.ON Netz Niedersachsen: 180 km neue HöS- u. HS-Leitungen, Kosten ca. 120 Mio. RWE Transportnetz Strom Deutschlandweit bis zu 1.400 km windbedingter neuer Hoch- und Höchstspannungsleitungen bis 2016 erforderlich (IAEW, 2003) Seite 11
Wie funktioniert das Erzeugungsmanagement? Bildung von Regionen, da Netzüberlastungen regional auftreten können Im Falle einer Netzüberlastung werden nur die Erzeugungsanlagen der betroffenen Region in ihrer Einspeiseleistung reduziert, die hierfür ursächlich sind Gleichbehandlung aller Einspeiser in der betroffenen Region: - kein Windhundprinzip, einheitliches Signal Leistungsreduzierung via Signal: - Erkennung unzulässige Betriebsmittelbelastung - Identifikation der betroffenen Region - Signalvorgabe mit maximal zulässiger Einspeisewirkleistung - Verantwortlich für die geforderte Reduzierung ist Anlagenbetreiber - Aufhebung der Reduzierung nach Heilung der Engpasssituation - nachprüfbare Dokumentation des Einsatzes Seite 12
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C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 B3 B4 B5 B6 C7 C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 B3 B4 B5 B6 C7 C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 B3 B4 B5 B6 C7 B3 B4 B5 B6 C7 1252 1 23 12 3 C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 n Wirkleistungsreduzierung Meldung Überlastetes Betriebsmittel Direktanschluss ENE NUG Gruppenschaltleitung Station A Station A Station A Station A ENE Region x E.ON Hanse Seite 14
C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 B3 B4 B5 B6 C7 C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 B3 B4 B5 B6 C7 C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 B3 B4 B5 B6 C7 B3 B4 B5 B6 C7 1252 1 23 12 3 C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 Erzeugungsmanagement - so funktioniert es (Bsp. Schleswig-Holstein) Belastung Betriebsmittel?! Station A Bei Überlastung: Reduktionssignal! Station A Station A GSL Lübeck Station A! Überlastung in einer Netzregion 10 Netzregionen Teilnehmende DEA in betroffener Netzregion werden per Reduktionssignal zur Absenkung der Einspeiseleistung aufgefordert Seite 15
C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 B3 B4 B5 B6 C7 C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 B3 B4 B5 B6 C7 C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 B3 B4 B5 B6 C7 B3 B4 B5 B6 C7 1252 1 23 12 3 C1 B8 T1 B1 B9 T2 B2 B7 C2 Erzeugungsmanagement - so funktioniert es (Bsp. Schleswig-Holstein) Belastung Betriebsmittel? " Station A Station A Station A GSL Lübeck Station A " kritische Netzsituation beendet Signal: Aufhebung Einschränkung Signal an DEA, das Einspeisung in vollem Umfang wieder möglich ist 10 Netzregionen Seite 16
Was ist Erzeugungsmanagement? Zeitweilige Reduzierung der Einspeiseleistung (Wirkleistung) von Erzeugungsanlagen (im wesentlichen Windenergie) Einflussnahme von E.ON Netz auf die Höhe der Einspeiseleistung derartiger Anlagen Schutz von Netzbetriebsmitteln wie Freileitungen oder Transformatoren vor einspeisebedingten Überlastungen und damit Vermeidung von Versorgungsausfällen Zielsetzungen: - Gewährleistung der Versorgungszuverlässigkeit - Optimale Nutzung der Netze zur Aufnahme regenerativer Energien - Anschlusszusagen trotz der derzeitigen Kapazitätssituation Einzige Alternative: vorübergehender Anschlusstop! Seite 17
Einsatzszenarien Bei drohendem Verlust der allgemeinen Versorgungszuverlässigkeit wegen zu hoher Netzauslastung durch DEA-Einspeisung Bei Störungen im Hochspannungsnetz bzw. im vorgelagerten Höchstspannungsnetz Bei Instandhaltungsmaßnahmen, die eine Abschaltung von Teilbereichen des Netzes erfordern Seite 18
Netz EHA-Bezugsleistung von ENE: 110-kV-UW und Windenergieleistung 4.1.2002 Freitag Seite 19
Netz EHA-Bezugsleistung von ENE: 110-kV-UW und Windenergieleistung am Sonnabend 26.01.2002 Seite 20
Netz EHA-Bezugsleistung von ENE: 110-kV-UW und Windenergieleistung 26.2.2002 Dienstag Seite 21
Region 1 4/5.Feb. 5,5 h Einsätze in 2004 2. März 4 h 22. Mai 6 h 16.Juni Region 4 4,5 h 15. Sept 3,5 h 24.Juni 4,5 h 15. März 19/20. März 1,5 h 11 h 20. März 5 h 12. Sept 12 h 25.Juni 8 h 25.Dez 0,5h 24.Dez 17/18.Nov. 6 h 4 h 23.Nov 1 h Region 5 20. Sept 3,5 h Region 6 #720 MW sind in Betrieb unter Erzeugungsmanagement 21.Okt 5,5 h Seite 22
Bisherige Einsätze in 2005 Region 1 Region 4 Region 5 Region 6 01.01. Region 1 1h 02.01. Region 1 23,5h 04.01. Region 1 21h 06.01. Region 1+4 2,5h 07.01. Region 1+4 24h 08.01. Region 1+4 12h 09.01. Region 1 0,5h 10.01. Region 1 18,5h 12.01. Region 1 5h 20.01. Region 1 3,5h 20.01. Region 1 6 7,5h 10.02. Region 1 4h 12.02. Region 1 2,5h Seite 23
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Erzman in Niedersachsen in Vorbereitung 110-kV-Netz für Erzeugungsmanagement in 25 Regionen unterteilt E.ON Netz ERZMAN-Funktionalität ab 04.2005 einsetzbar E.ON Netz Seite 26
Ausblick Erzeugungsmanagement gesteigerte Einsatznotwendigkeit, da Netzausbau mit Netzanschlussbegehren nicht Schritthalten kann >> Akzeptanzverlust >> vermehrte Klageführung sichere Integration von DEA in Netze der öffentlichen Versorgung zunehmend komplexer: - Anbindung offshore-kapazitäten - Kapazitätsvervielfachung onshore durch Repowering - Vorrangregelung - Kraftwerkseinsatz - Bereitstellung von Regelenergie - Windprognose-Tool - Einführung eines Netzmanagements zur Sicherstellung der Systemstabilität - Aspekte des europaweiten Stromhandels - erwarteter Boom bei stärker geförderten Solaranlagen - u.v.m. Seite 27
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Seite 28