Der Netzanschluss nach dem EEG aus technischer Sicht. Prof. Dr.-Ing. Oliver Brückl

Ähnliche Dokumente
Zukünftige Herausforderungen für Verteilnetzbetreiber

Notwendiger Netzausbau in Deutschland

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

Berufsfeldorientierung Elektrotechnik

Erneuerbare Energie aus Sicht eines Netzbetreibers

Regelbare Ortsnetzstationen

Smart Grids. Integration von erneuerbaren Energien im ländlichen Netz. Ein Unternehmen der EnBW. Daniel Schöllhorn 23. Juli 2014

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

Anmeldeformular Eigenerzeugungsanlage. Anmeldung einer Einspeiseanlage an das Niederspannungsnetz der Stadtwerke Böhmetal

Energiewende aus Sicht eines Netzbetreibers Dr. Arnt Meyer, Geschäftsführer

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

FNN-Hinweis. Regelbarer Ortsnetztransformator (ront) - Einsatz in Netzplanung und Netzbetrieb

Zusammenarbeit der Verteilnetzbetreiber: Kaskadierung, VDE-AR-N-4140, etc.

Der regelbare Ortsnetztransformator. Problemlösung oder Kostenfaktor?

F.2 Datenblatt für Erzeugungsanlagen Seite 1 von 3

Technische Voraussetzungen einer Netzentlastung durch Eigenverbrauch

8. Göttinger Tagung Braucht ein Verteilnetzbetreiber Systemdienstleistungen?

1 Bedeutung der erneuerbaren Energien für die Elektroenergieversorgung Allgemeines Kenngrößen 23

Mehr Netzanschlusskapazität durch regelbare Ortsnetztransformatoren

Mehr Solarstrom im Verteilnetz: Sieben Alternativen zum Netzausbau

Integration großer Anteile Photovoltaik in bestehende Verteilnetze

Netzausbau vermeiden durch Ausbau dezentraler Erzeugung?

Höhere Integration von Windkraftanlagen in MS-Netzen durch probabilistische Planung

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

Fachverband Starkstromkondensatoren. Blindleistungs- Flüsse

Netzintegration von Photovoltaikanlagen - eine gesamtwirtschaftliche Sicht

NETZINNOVATIONEN IM VERTEILNETZ VORAUSSETZUNG ZUKUNFTSFÄHIGER NETZE

Netzrückwirkungen und Lösungsbeispiele

Bewertung des Einsatzpotentials eines assetbezogenen Virtuellen Kraftwerks

Netzintegration aus der Sicht des Photovoltaik-Wechselrichters

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

Weiterentwicklung der Anforderungen an Erzeugungsanlagen: Statische Spannungshaltung

I N F O R M A T I O N

Perspektiven für Netzbetreiber. Pipelineforum 2011 Hamburg, 10. November 2011

1 Einleitung. Im vorliegenden Dokument erhalten Sie Informationen über: Gesetzliche Grundlagen. Welche Anlagen welche Anforderungen erfüllen müssen

Positionspapier. zu den. technischen Vorgaben nach 6 Abs. 1 und Abs. 2 EEG Dezember 2012

Projektvorstellung: Nutzen für Netze

Netzanschlussbedingungen für PV-Anlagen in Deutschland Dr.-Ing. Bernd Engel Senior Vice President, SMA Solar Technology AG

von Photovoltaik-Anlagen aus gesamtwirtschaftlicher Sicht

Systemdienstleistungen der PV für das Verteilnetz

Datenblatt für eine Eigenerzeugungsanlage für den Parallelbetrieb mit dem Netz des Verteilungsnetzbetreibers (VNB)

Dezentralisierung regelbarer Ortsnetztransormatoren und das e-home Energieprojekt Univ.-Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Beck. Potsdam, den

40 Millionen Verbraucher und Erzeuger Chor oder Kakophonie

SyNErgie Systemoptimierendes Netz- und Energiemanagement für Verteilungsnetze der Zukunft (Start März 2015)

grid-control Ein Gesamtlösungsansatz für das Stromnetz der Energiewende Smart Grids-Kongress 2016 Fellbach Katharina Volk Netze BW GmbH

MIT STARKEN IDEEN DIE WELT VERÄNDERN

Wie unterstützt die Digitalisierung beim effizienten Netzausbau? Aus Sicht eines Verteilnetzbetreibers

Energiewende in Bayern Status und Ausblick

Netzausbau und Netzinnovationenim Verteilnetz mit zunehmenden dezentralen Erzeugungsanlagen

Verlässliche und langfristige Netzausbauplanung

Höhere Integration von PV-Anlagen in bestehende Niederspannungsnetze durch probabilistische Planung

Höhere Integration von PV-Anlagen in bestehende Niederspannungsnetze durch probabilistische Planung

Integration Erneuerbarer Energie in Verteilnetze Stand und Prognose

Erfahrungen beim Netzanschluss von dezentralen Energieerzeugunganlagen

Verteilnetzausbau in Baden- Württemberg Notwendigkeit und Bedarf

Das Energieinformationsnetz. ein Schlüssel für die Energiewende? Göttingen, 11. April 2013

Wieviel Intelligenz braucht das Berliner Stromnetz in Zukunft?

Konformitätserklärung Intelligente Wirkleistungsreduzierung (IPL)

8. Solartagung Rheinland-Pfalz

Verteilnetze Das Rückgrat der Energiewende

Zustandsschätzung in der Verteilnetzebene Agenda

MÖGLICHKEITEN UND GRENZEN DER ERBRINGUNG VON SYSTEMDIENSTLEISTUNGEN DURCH PV-ANLAGEN MIT UND OHNE SPEICHER

Dezentrale Erzeugung Eine Herausforderung für die Netze?

Statische Spannungshaltung technisch und wirtschaftlich vergleichen

Technische Spezifikation zur Umsetzung des Einspeisemanagements gemäß dem Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) für Erzeugungsanlagen im Verteilnetz Strom

Zukunftsorientierte MS- und NS-Netze

NETZlabor BW erste Erfahrungen mit den Netzen der Energiewende

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

Ortsnetztransformator im Verteilungsnetz Lösung aller Spannungsbandprobleme?

Herausforderungen der Energiewende für Übertragungsnetzbetreiber

Einspeisemanagements. Stadtwerke Saarbrücken AG

Einspeisemanagement zur Optimierung des Netzausbaus Nutzenbewertung und Umsetzungsfragen

Ausbau der Ladeinfrastruktur aus Betreibersicht. innogy SE Armin Gaul 2. Mai 2017

Herausforderungen bei einer breiten Regelleistungserbringung aus Energieanlagen im Verteilnetz

Anschluss und Betrieb von Stromspeichern am Niederspannungsnetz. November 2013

Anlagen an oder auf einem Gebäude. Freifläche oder Gebäude im Außenbereich nach 35 Baugesetzbuch

Studie zur 50,2Hz-Problematik

Ohne Höhen und Tiefen

Anwendungsregel AR-N 4105 (Niederspannungsrichtlinie) BDEW- Mittelspannungsrichtlinie. und AR-N 4105 & BDEW MSR. Stand

Ergänzungen und Erläuterungen zu der Anwendungsregel VDE-AR-N 4105

Beitrag privater Haushalte als regionale Flexibilität zur Verteilnetz-Betriebsoptimierung

NEUE LÖSUNGEN: / dynamische 70% Regelung / dynamische 60% Regelung (Speicherförderung)

Optimale Positionierung von Großbatterien in Verteilnetzen

Technische Bedingungen und Hinweise für Erzeugungsanlagen

PV als Treiber für Smart Grids in Bayern

Hinweise zum Anschluss und Betrieb von Stromspeichern am Niederspannungsnetz Ausgabe

Beitrag von Windenergieanlagen zur Spannungshaltung in Mittelspannungsnetzen der Westnetz GmbH

Kombinierte Grundsatzplanung von Mittel- und Niederspannungsnetzen unter Berücksichtig von Blindleistungsmanagement

Entwurf. Für in Planung (oder in Bau) befindliche Anlagen ist eine Übergangsfrist von einem Jahr vorgesehen.

Leitfaden zum EEG-Einspeisemanagement

Technische Anforderungen

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

Beitrag der Photovoltaik zur Netzstabilisierung durch Einspeisemanagement

Technische Analyse von Smart Grid Lösungen

5% Ansatz Netzintegration am Scheideweg zwischen intelligenten Netzen und Kupferplatte

PV-Speicher im künftigen Stromsystem systemdienlicher Beitrag oder individualistische Nische? Impulsvortrag für den PV-Nutzen-Workshop

Integration erneuerbarer Energien ins Netz

Smart Area Aachen Zustandsschätzung in der Verteilnetzebene , Aachen

Advanced Grid Features Lokale und ferngesteuerte Funktionen in PV-Wechselrichtern zur besseren Netzintegration

Transkript:

Der Netzanschluss nach dem EEG aus technischer Sicht Prof. Dr.-Ing. Oliver 1

Inhalt Anschluss der EE in den einzelnen Netzebenen Hauptproblem der Integration von DEA im Verteilungsnetz Das Spannungsbandproblem und mögliche Lösungsansätze Technische und volkswirtschaftliche Fragwürdigkeiten der heutigen Anschlussregelung 2

Aufteilung EE auf Netzebenen Quelle: energymap.info installierte Leistung in der MS- und NS-Ebene: - Biomasse: ca. 100 % - Photovoltaik: ca. 95 % - Windenergie: ca. 50 % - Gesamt: ca. 80 % 3

Hauptproblem der Integration von DEA im Verteilungsnetz 46 kw @ 500 m 4

Hauptproblem der Integration von DEA im Verteilungsnetz Eine Spannungsanhebung um 3 % wird schon bei Einspeiseleistungen erreicht, die deutlich unter der Übertragungskapazität der MS- und NS-Leitungen liegen. An einem NS-Kabel (500 m, 150 mm²) könnte man am Kabelende gerade mal 46 kw Einspeiseleistung anschließen, d. h. weniger als 25 % der Leistung, die über das Kabel dauerhaft transportiert werden könnte! Im Verteilungsnetz hauptsächlich Spannungsbandproblem Stromproblem derzeit nur vereinzelt (in ca. 10 % der Fälle) Warum: Früher nur Lastfluss von HS- über MS- in NS-Ebene Spannungsabfall nur in eine Richtung Aufteilung des verfügbaren Spannungsbandes (±10 %) auf MS- und NS-Ebene und damit starre Spannungskopplung, d. h. Verzicht auf MS-NS-Regeltransformatoren möglich Heute verstärkt Lastflussumkehr Spannungsabfall auch in anderer Richtung, d. h. Spannungsanhebung am Strangende Spannungsband wird zum begrenzenden Faktor 5

Hauptproblem der Integration von DEA im Verteilungsnetz I MM I OOO I NS Prinzipielle Spannungsgleichung: mit I Z = I W + j I B R + j X U mmm = U S,UU 1 2 U RR,UU I MM Z MM I OOO Z OOO U Ummm I NS Z NS U mmm = U S,UU 1 2 U RR,UU I W,MM + j I B,MM Z MM I OOO Z OOO U Ummm I W,NS + j I B,NS Z NS Impedanzreduktion Blindleistungsmanipulation Wirkleistungsreduktion Direkte Spannungsregelung im UW, im MS-Strang, im Ortsnetztrafo, im NS-Strang 6

Kategorisierung der Lösungsmaßnahmen Spannungsbeeinflussung durch Manipulation (Reduktion / Regelung) der: Impedanz Wirkleistung Blindleistung Spannung Stationsdichte UW / ONS Parallelverkabelung / Vermaschung MS / NS Trafotausch ONT Lastmanagement/ Demand-Side- Management Einspeisemanagement Zwischenspeicherung Q-fähige Erzeugungsanlage Q-fähige Speicher Dynamische Sollwertanpassung UW-Transformator eigene / fremde Kompensationsanlagen Zwischentransformation MS- / NS-Strang Regelbarer Ortsnetztransformator Legende: UW: Umspannwerk ONS: Ortsnetzstation ONT: Ortsnetztransformator MS: Mittelspannung NS: Niederspannung Q: Blindleistung 7

Vor- und Nachteile der Lösungsmaßnahme Impedanzreduktion allgemein dauerhaft geringere Leitungsverluste (auch ohne Einspeisung) bekannte Technik (für Netzplanung und betrieb) Gefährdung des rechtzeitigen Anschlusses von DEA durch zeitaufwendige Umsetzungsphase optimale Gestaltung nur für den betrachteten Zeitpunkt Parallelverkabelung: Straßenaufbruch und Verkehrsbeeinträchtigung zusätzliche Ortsnetzstation: zusätzliche Eisenverluste des Transformators höhere Stationszahl ( Inspektionsaufwand, IKT-Nachrüstung) größerer Ortsnetztransformator: höhere Eisenverluste & nur minimale Erhöhung der Aufnahmefähigkeit Vermaschung von NS-Netzen: kostengünstig, falls möglich und sinnvoll Anpassung des Netzschutzes 8

Vor- und Nachteile der Lösungsmaßnahme Wirkleistungsreduktion Demand-Side-Management / Lastmanagement: Keine Effizienzeinbußen i. d. R. geringes Potenzial wirkt nur auf Lastseite Einspeisemanagement (Abregelung): Flexibel einsetzbar Großes Potenzial Verluste durch Abregelung IKT-Bedarf auch für kleine Anlagen Speicher (Batterie, Biogas, ): Möglichkeit für weitere Systemdienstleistungen (aber begrenzt!) Geringere Verluste im Vergleich zur Abregelung Speicherverluste Zusatzinvestition Installationsort nahe der EZA Konfliktpotenzial mit marktbasiertem Betrieb 9

Vor- und Nachteile der Lösungsmaßnahme Blindleistungsregelung Dezentrale Erzeugungsanlage: Mittlerweile bekannte Technik Kostenlos für Netzbetreiber Höhere Kosten für Anlagenbetreiber / Stromkunden (EEG-Umlage) Hohe Systemverluste (Wechselrichter und Netzbetriebsmittel) Kompensationsanlage: Flexibel einsetzbar Zusatzinvestition Speicher: Behandlung wie Erzeugungsanlagen möglich Zusatzinvestition hohe Systemverluste Kostenaufteilung noch unklar 10

Vor- und Nachteile der Lösungsmaßnahme Spannungsregelung Dezentrale UW-Regelung: kostengünstig begrenztes Integrationspotenzial Komplexität (Auslegung bzw. IKT) Zwischentransformation (Einzelstrangregler): Flexibel einsetzbar Höhere Systemverluste durch zusätzliche Transformatoren Zusatzinvestition und zusätzlicher Platzbedarf Reduktion der Kurzschlussleistung Regelbare Ortsnetztransformatoren (RONT): Größtes Integrationspotenzial und höchste Flexibilität Minimierung und Optimierung des Netzausbaus Einfache Netzplanung und führung (Q-Management) Wirksam für Last- und Einspeisesituationen (E-Mobilität) Eigenes, aber noch unvertrautes Netzbetriebsmittel Kostenanerkennung 11

Technische / volkswirtschaftliche Fragwürdigkeiten: 1. Unterschiedliche Kostenträger Die Netzausbaukosten trägt bei Anlagen bis 30 kw der Netzbetreiber ansonsten der Anlagenbetreiber solange die Kosten auf den Anlagenbetreiber und damit über die EEG- Vergütung abgewälzt werden können, werden oftmals nicht die volkswirtschaftlich günstigsten und technisch sinnvollsten Netzintegrationskonzepte gewählt Wirklich im Einklang mit EnWG 1 (preisgünstige Versorgung)? Empfehlung 1: Einen Kostenträger für alle Netzanschlüsse einführen! 12

Technische / volkswirtschaftliche Fragwürdigkeiten: 2. Wettbewerbsverzerrung der Technologien Gemäß Richtlinie für Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz VDE-Anwendungsregel Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz, Systemdienstleistungsverordnung SDLWindV müssen dezentrale Erzeugungsanlagen Blindleistung für die statische Spannungshaltung zur Verfügung stellen. Überdimensionierung der Umrichter, Kostentragung über EEG-Vergütung Wird nicht in großem Umfang eingesetzt und steht in Konkurrenz mit anderen Lösungen der statischen Spannungshaltung. Wirklich im Einklang mit EnWG 1 (preisgünstige Versorgung)? Empfehlung 2: Wettbewerbsverzerrung unter den Technologien auflösen! Für Blindleistungsbereitstellung einen eigenen Q-Markt schaffen! 13

Technische / volkswirtschaftliche Fragwürdigkeiten: 3. Einspeisemanagement/ Wirkleistungsreduktion PV-Anlagen bis 30 kw müssen die Einspeiseleistung bei Netzüberlastung reduzieren können oder alternativ am Verknüpfungspunkt die maximale Wirkleistungseinspeisung auf 70 Prozent der installierten Leistung begrenzen. Die Menge der abschaltbaren Leistungen zur Aufhebung von Netzüberlastungen wirklich sinnvoll bzw. technisch notwendig? Die alternative Wirkleistungsbegrenzung ist irrelevant zur Behebung von Netzüberlastungen! Nutzen nur für Verteilnetzbetreiber (Minimierung des ansonsten geforderten Netzausbaus, zudem liegt sie nur gering unter der energetisch sinnvollen Auslegung von PV-Anlagen (ca. 85 % der Peakleistung). Die Wirkleistungsbegrenzung stellt eine weitere Wettbewerbsverzerrung unter den Netzintegrationskonzepten und -Technologien dar Aber: Passus ist wirkungslos, da als Bezugsgröße nicht eindeutig die Modulleistung genannt wird. Empfehlung 3: VNB vollständig für Netzanschluss verantwortlich machen! 14

Technische / volkswirtschaftliche Fragwürdigkeiten: 4. Ungesteuerter Zubau der DEA-Leistung Die zeitliche und örtliche Entwicklung der Einspeiseleistungen der dezentralen Erzeugungsanlagen ist kaum vorhersehbar. Für die Wahl des Netzanschlusskonzeptes ist nur die Wirtschaftlichkeit des gegebenen Zeitpunktes ausschlaggebend, nicht die weitere (nicht absehbare) Entwicklung. Optimaler Netzausbau (d. h. mit langfristig minimalen Kosten) nicht möglich Bei PV- und Biogas-Anlagen ist eine Steuerung/Clusterung der installierten Leistung kaum möglich bzw. sinnvoll Die Windenergie mit ihren relativ großen Anlagenleistungen könnte durch Clusterung einen wertvollen Beitrag für einen zukunftstauglichen Netzausbauplan leisten Wirklich im Einklang mit EnWG 1 (preisgünstige Versorgung)? Empfehlung 4: Regionale Ausbaukonzepte mit Clusterung der Windenergie erstellen! 15