Effiziente Blindleistungsbereitstellung: Netzbetriebsmittel und Sonderausstattung von WEA Volker Schulz - Senvion Deutschland GmbH dena Expertenworkshop: „Aktives Blindleistungsmanagement im Verteilnetz“, Berlin 24.09.2015 Agenda Technische Möglichkeiten zur Blindleistungsbereitstellung Kostenfaktoren und Kostenvergleich der verschiedenen Lösungen Statistik – Felddaten zur abgerufenen Blindleistung Fazit Effiziente Blindleistungsbereitstellung WEA · Volker Schulz · Senvion Deutschland GmbH · 24. September 2015 2 Agenda Technische Möglichkeiten zur Blindleistungsbereitstellung Kostenfaktoren und Kostenvergleich der verschiedenen Lösungen Statistik – Felddaten zur abgerufenen Blindleistung Fazit Effiziente Blindleistungsbereitstellung WEA · Volker Schulz · Senvion Deutschland GmbH · 24. September 2015 3 Technische Möglichkeiten zur Blindleistungsbereitstellung Wozu wird Blindleistung im Verteilnetz benötigt? Spannungshaltung im Verteilnetz Blindleistungsaustausch für Hoch- und Höchstspannungsnetz Effiziente Blindleistungsbereitstellung WEA · Volker Schulz · Senvion Deutschland GmbH · 24. September 2015 4 Technische Möglichkeiten zur Blindleistungsbereitstellung Bereitstellung durch WEA Schnelle, stufenlose Regelung Standardprodukt, nur schwer projektspezifisch anpassbar HV MV Effiziente Blindleistungsbereitstellung WEA · Volker Schulz · Senvion Deutschland GmbH · 24. September 2015 5 Technische Möglichkeiten zur Blindleistungsbereitstellung Einsatz Kompensationsanlage Nur grob regelbar Störende Schalthandlungen Gut projektspezifisch skalierbar HV MV Effiziente Blindleistungsbereitstellung WEA · Volker Schulz · Senvion Deutschland GmbH · 24. September 2015 Blindleistungskompensation 6 Technische Möglichkeiten zur Blindleistungsbereitstellung Einsatz STATCOM (Static Synchronous Compensator) Schnelle Regelung Stufenlose Regelung Gut projektspezifisch skalierbar Teurer als Kompensationsanlage HV MV STATCOM Effiziente Blindleistungsbereitstellung WEA · Volker Schulz · Senvion Deutschland GmbH · 24. September 2015 7 Technische Möglichkeiten zur Blindleistungsbereitstellung Alternative technische Möglichkeiten für Netzbetreiber Betrieb von Blindleistungsquellen durch Netzbetreiber im MS-Netz z.B. STATCOM Gewährleistung eines netztopologisch optimierten Betriebs STATCOM HV MV Effiziente Blindleistungsbereitstellung WEA · Volker Schulz · Senvion Deutschland GmbH · 24. September 2015 8 Agenda Technische Möglichkeiten zur Blindleistungsbereitstellung Kostenfaktoren und Kostenvergleich der verschiedenen Lösungen Statistik – Felddaten zur abgerufenen Blindleistung Fazit Effiziente Blindleistungsbereitstellung WEA · Volker Schulz · Senvion Deutschland GmbH · 24. September 2015 9 Kostenfaktor 1 – Betriebspunkte WEA Spannung Netz (NAP) Spannung WEA-Klemme Spannungshebende Blindleistung Spannungssenkende Blindleistung Blindleistung Spannungshebende Blindleistung Spannungssenkende Blindleistung Blindleistung Teuer: Strombelastung erhöht Sehr teuer: Einfluss auf Spannungsgrenzen Sehr teuer: Ecken auch für Netz ungünstig Effiziente Blindleistungsbereitstellung WEA · Volker Schulz · Senvion Deutschland GmbH · 24. September 2015 10 Kostenfaktor 2 – Regelung WEA Spannung Netz (NAP) 2 1 + Blindleistung kann einfach eingestellt werden - Bei großen Spannungsstörungen Abschaltung oder sehr teure Blindleistung - Keine Spannungsstabilisierung. Spannungshebende Blindleistung Spannungssenkende Blindleistung 1 Blindleistung Möglichkeit 2 sollte Normalfall sein! Spannungsunabhängige Blindleistungsregelung (alt, viel im Einsatz) 2 Spannungsabhängige Blindleistungsregelung (neu, z.T. im Einsatz) + WEA und Netz profitieren von stabilisierter Spannung + Teure Betriebspunkte werden vermieden + Genauer Blindleistungswert kann weiterhin über Leitwarte im Netz eingestellt werden Effiziente Blindleistungsbereitstellung WEA · Volker Schulz · Senvion Deutschland GmbH · 24. September 2015 11 Kostenfaktor 3 – Menge der Blindleistung Kosten Windpark Relative Kosten* 1 Parklösung bei geringer Blindleistung teurer als Lösung in WEA, da extra Infrastruktur nötig. Das erste Prozent Blindleistung aus der WEA ist fast gratis. 2 WEA-Lösung skaliert schlechter, da • 3 Bereitstellung im (Windpark-) Netz 1 • • Komponenten (Umrichter, Generator, Transformator) überproportional wachsen Bauraum/Kühlung im WEATurm knapp werden. Liegt je nach Details ca. bei cosφ=0,925 am NAP Parkverluste stark steigen. 2 Bereitstellung durch WEA Blindleistung bezogen auf Nennwirkleistung 3 Irgendwann werden externe Parklösung billiger -> Diese werden daher bei großen Parks oder hohen Blindleistungsanforderungen verwendet. *Absolute Kosten hängen von Parktopologie und anderen Faktoren ab. Effiziente Blindleistungsbereitstellung WEA · Volker Schulz · Senvion Deutschland GmbH · 24. September 2015 12 Zwischenfazit WEA Kompensation STATCOM günstig mittel teuer Kosten bei großer Blindleistung teuer mittel mittel Flexibilität des Einsatzortes gering hoch hoch Auswirkung auf Spannungsqualität positiv negativ positiv Kosten bei geringer Blindleistung Effiziente Blindleistungsbereitstellung WEA · Volker Schulz · Senvion Deutschland GmbH · 24. September 2015 13 Agenda Technische Möglichkeiten zur Blindleistungsbereitstellung Kostenfaktoren und Kostenvergleich der verschiedenen Lösungen Statistik – Felddaten zur abgerufenen Blindleistung Fazit Effiziente Blindleistungsbereitstellung WEA · Volker Schulz · Senvion Deutschland GmbH · 24. September 2015 14 Statistik – Felddaten zur abgerufene Blindleistung P/Qmax maximal gemessene Werte* Windparks an HS (D) 1,00 Netzbetreiberwunsch für TAR Mittelspannung 0,90 0,80 0,70 0,60 Wird in der 0,50 Mehrzahl der EZA wirklich zukünftig cosφ=0,9 benötigt? 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 Bereich Stationäres Vermögen Anforderung aus TransmissionCode 2007 Bereich Dynamisches Vermögen Kreisgröße = Größe Windpark Leistungsfähigkeit wird nur in einen von 14 Fällen abgerufen 0,80 0,90 1,00 *Quelle Auswertung Senvion Betriebsdaten von 2012 bis 2015 Effiziente Blindleistungsbereitstellung WEA · Volker Schulz · Senvion Deutschland GmbH · 24. September 2015 15 Agenda Technische Möglichkeiten zur Blindleistungsbereitstellung Kostenfaktoren und Kostenvergleich der verschiedenen Lösungen Statistik – Felddaten zur abgerufenen Blindleistung Fazit Effiziente Blindleistungsbereitstellung WEA · Volker Schulz · Senvion Deutschland GmbH · 24. September 2015 16 Fazit Wege für kosteneffiziente Bereitstellung von Blindleistung Maßnahme Nutzung der bereits vorhandenen Blindleistung bei WEA Umstellung der Erzeugungsanlagen auf Spannungsregelung Vermeidung ungünstiger Betriebspunkte Status heute Projektspezifische Blindleistungsanforderungen, Mindestanforderungen sollten nur 80% der Projekte abdecken offen Einführung einer Blindleistungsvergütung – Blindleistung bekommt auch bei WEA einen Wert – wird Entwicklung im richtigen Sinn beeinflussen offen Bedarfsgerechte Bereitstellung von Blindleistung offen Effiziente Blindleistungsbereitstellung WEA · Volker Schulz · Senvion Deutschland GmbH · 24. September 2015 17
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