PowerPoint-Präsentation - Plattform Systemdienstleistungen

Institut
für Netz- und Anwendungstechnik GmbH
Bedarf und effiziente Bereitstellung von
Blindleistung im Stromnetz
Prof. Dr.-Ing. Oliver Brückl
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Inhalt
Institut
für Netz- und Anwendungstechnik GmbH
 Einleitung und Hintergründe
 ZVEI-Studie
 FNN-Hinweis
 ENTSO-E-Networkcodes
 dena-Studie
 BMWi-Dienstleistungsauftrag
 Beschaffung von Blindleistung in anderen Ländern
 Schlusswort
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Begriffswelt
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Versorgungsqualität
Eigene Darstellung, Interpretation und Erweiterung nach VDE, Schwan, Billinton
Servicequalität
Beziehung zw. Kunden und
Versorgungsunternehmen
Kundeninformation zu Abschaltungen,
Reaktionszeiten bei Störungen/ Beschwerden, Erteilung von Auskünften,
…
Versorgungszuverlässi
gkeit die
Fähigkeit,
Spannungsqualität
Versorgungsaufgabe unter
vorgegebenen Bedingungen
während einer bestimmten
Zeitspanne zu erfüllen
Ein- und Konstanthaltung des
zeitlichen Verlaufs der
Spannung
gemäß Normen und vertragliche
Festlegungen
Häufigkeit (SAIFI) und Dauer (CAIDI)
von Unterbrechungen,
Nichtverfügbarkeit (SAIDI), …
Frequenz, Höhe, langsame/schnelle
Änderungen, Flicker, Einbrüche,
Unsymmetrie, Oberschwingungen, …
Systemsicherheit
Bewahrung der statischen und transienten System-/Netzstabilität (= stabiler und zulässiger Betrieb des
Systems und Vermeidung bzw. Beherrschung von Störungen); Schutz von Personen und Anlagen
Momentanreserve, Regel- und Reserveleistung, Blindleistung, Kurzschlussleistung, Betriebsführung
Versorgungssicherheit
Sicherung ausreichender Primärenergie, Erzeugungs- und Netzkapazitäten; Schutz von Personen und
Anlagen
Langzeitreserve (Kapazitätsmarkt), Blindleistung, Netzschutz, Versorgungswiederaufbau, Betriebspersonal
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Kategorien an Systemdienstleistungen
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Versorgungs- und Systemsicherheit
 Bereitstellung von Systemdienstleistungen
Kategorien der Systemdienstleistungen (lt. Transmission Code 2003):
 Frequenzhaltung
 Spannungshaltung


Versorgungswiederaufbau
System-/Betriebsführung
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Systemdienstleistung Spannungshaltung
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Arten an Systemdienstleistungen zur Spannungshaltung:
 Blindleistung
 Spannungsregelung (Stufentransformatoren)
 Wirkleistung (Redispatch, Lastabwurf, Erzeugungsmanagement)
 Kurzschlussleistung
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Blindleistungsbedarf und -ausgleich
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Blindleistungsausgleich QA
Großkraftwerke und
Kompensationsanlagen
Blindleistungsbilanz
muss ausgeglichen
sein!
dezentrale
Erzeugungsanlagen
z. B.
Spannungsregelung
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Netzbetriebsmittel
z. B. Leitungen, Trafos
Blindleistungsbedarf QB
Verbraucher
z. B.
Unterhaltungselektronik,
Elektrische Anriebe, …
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Veränderung der Blindleistungsflüsse
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Blindleistungsflüsse bei Starklast
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ZVEI-Studie zum Thema Blindleistung
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Downloadbar unter
www.zvei.org
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ZVEI-Studie zum Thema Blindleistung
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Untersuchungsgegenstände
 Erhöhung des Kompensationsgrades von Sondervertragskunden
o Teilweise sehr vorteilhaft hinsichtlich Spannungsfall und Belastungen
o Teilweise kontraproduktiv hinsichtlich Q-Haushalt
 „Blindleistungsmarkt“ / marktgestützter Beschaffungsprozess
Fazit
 Blindleistungspotenzial von Verbrauchern sollte besser genutzt
werden
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FNN-Hinweis
„Blindleistungsmanagement im
Institut
Verteilungsnetz“
für Netz- und Anwendungstechnik GmbH
Inhalte:
 Begriffe und Grundlagen
 Darstellung der Einflussfaktoren
 Hinweise zur Systemanalyse
 Umsetzung eines
Blindleistungsmanagements
Ziel:
 Frühzeitige Sensibilisierung
für die künftige Q-Problematik
 Identifizierung vorteilhafter Maßnahmen
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ENTSO-E Netzcodizes: Übersicht
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Network Codes zu
 Markt,
 Netzanschluss und
 Netzbetrieb
Quelle:
Ensto-e
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ENTSO-E Netzcodizes: DCC
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Demand Connection Code (DCC)
definiert Anforderungen bei Anschluss ans Übertragungsnetz
 cos: 0,9ind. bis 1 ohne Eigenerzeugung
 cos = 0,9ind. bis 0,9kap. mit Eigenerzeugung
 Verteilungsnetze sollten Fähigkeit haben, sich bei Lastflüssen unter 25 % der
maximalen Anschlusskapazität nicht kapazitiv zu verhalten!
Abweichung nur, wenn entsprechende Kosten-Nutzen-Analyse zu einem
anderen Ergebnis kommt!
Inwiefern sind diese Anforderungen sachgerecht?
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ENTSO-E Netzcodizes: RfG
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Requirements for Generators (RfG)
definiert Anforderungen an Erzeugungsanlagen
- Unterscheidung in 4 Leistungsklassen
Typ
Spannungsebene
Leistung
A
B
C
unterhalb 110 kV
ab 0,8 kW ab 1 MW
D
ab 110 kV
ab 50 MW ab 75 MW
- Unterscheidung in Synchrongeneratoren und sonstigen Generatoren (z. B.
Wechselrichter)
- Keine Vorgaben der Q-Fähigkeit für Typ A
- Ansonsten sollen beim Typ B die Netzbetreiber das Recht haben, die QFähigkeit selber zu definieren unter Beachtung der Prinzipien Transparenz,
Angemessenheit und Nicht-Diskriminierung
- nur bei Typ C und D sind Betriebsbereiche angegeben
Inwiefern sind diese Anforderungen sachgerecht?
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Dena-Studie Systemdienstleistungen
2030
für Netz- und Anwendungstechnik GmbH
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Überblick Dienstleistungsauftrag
„Zukünftige Bereitstellung von
Institut
Blindleistung“
für Netz- und Anwendungstechnik GmbH
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Inhalte Dienstleistungsauftrag
„Zukünftige Bereitstellung von
Institut
Blindleistung“
für Netz- und Anwendungstechnik GmbH
Leitfragen:
o Kosteneffiziente Nutzung der heutigen
Q-Potenziale?
o Mehr Kosteneffizienz durch eine
transparentere und mehr marktgestützte
Beschaffung von Blindleistung?
o Wie lässt sich die zur Q-Bereitstellung
notwendige konventionelle
Mindesterzeugung reduzieren?
Ziel:
 Identifizierung der
Herausforderungen für den
sicheren Netzbetrieb durch
Ausbau der EE
 Ableiten von praxisnahen
Handlungsempfehlungen und
Vorschlägen für notwendige
Anpassungen
Dienstleistungsauftrag untergliedert sich in fünf Arbeitspakete
(AP):
 AP1: Blindleistung im Übertragungsnetz
 AP2: Blindleistung im Verteilungsnetz
 AP3: Neue Herausforderungen für die Netzsicherheit
 AP4: Ad hoc-Beratung und kurzfristige Stellungnahmen
 AP5: Workshops und Besprechungen
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Institut
Aufgabenstellung/
zu erbringende Leistungen
für Netz- und Anwendungstechnik GmbH
AP1 Blindleistung im Übertragungsnetz
 Ermittlung Q-Bedarf für heute, NEP 2024 und NEP 2034
(hochaufgelöst)
o Höhe der benötigten Blindleistung
o Höhe der Jahres-Blindarbeit
o Homogenität
 Darstellung der Verfahren, Kosten und Vergütung für Beschaffung
 Bewertung, ob Verfahren zur Bedarfsdeckung bedarfsgerecht,
transparent und effizient sind
 Aufzeigen alternativer Beschaffungsmöglichkeiten
 Ermittlung von Optimierungspotenzialen insbesondere bei mehr
marktgestützter Beschaffung
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Institut
Aufgabenstellung/
zu erbringende Leistungen
für Netz- und Anwendungstechnik GmbH
AP2 Blindleistung im Verteilungsnetz
 Ermittlung Q-Bedarf für heute, in 10 und 20 Jahren (am Beispiel von
mindestens drei konkreten Netzen)
o Höhe der benötigten Blindleistung
o Höhe der Jahres-Blindarbeit
o Homogenität
o Gesamtbedarf für ganz Deutschland
 Darstellung der Verfahren für Beschaffung und Rolle des QAustauschs mit Übertragungsnetz
 Bewertung, ob Verfahren zur Bedarfsdeckung bedarfsgerecht,
transparent und effizient sind
 Aufzeigen alternativer Beschaffungsmöglichkeiten
 Ermittlung von Optimierungspotenzialen insbesondere bei mehr
marktgestützter Beschaffung
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Aufgabenstellung/
zu erbringende Leistungen
für Netz- und Anwendungstechnik GmbH
AP3 Neue Herausforderungen für die Netzsicherheit
 Ermittlung der Herausforderungen für sicheren Netzbetrieb
o Ab welchen Anteilen der EE
o Beiträge der EE- und anderen Anlagen
 Aufzeigen alternativer Möglichkeiten zur Bereitstellung von
o Schwungmasse
o Schwarzstartfähigkeit
o Kurzschlussleistung
 Darstellung des Forschungsbedarfs
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Ergebnisse der Stakeholderbefragung
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Rückmeldung von
 2 Übertragungsnetzbetreiber
 40 Verteilungsnetzbetreiber (≙ 4,1 % der 980 VNB)
o 6: bis 10.000 Kunden; 16: 10.000 bis 100.000 Kunden; 16: mehr als
100.000 Kunden; Rest: anonym
o >150.000 eigene Ortsnetztransformatoren (≙ mind. 37 % aller ONS)
 2 Hersteller von Erzeugungsanlagen
 9 Betreiber von Erzeugungsanlagen (mit >> 100 Anlagen)
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Beschaffung von Blindleistung in anderen
Ländern
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Schweiz
Für EZA am ÜN und VN gilt Aufteilung in
 obligatorischen Bereich mit den Grenzen:
o cos = 0,925 übererregt und
o cos = 0,950 untererregt
 und überobligatorischer Bereich:
o Regelung der Betriebsbereitschaft,
Bereitstellungsdauer und
technische Verfügbarkeit
entsprechend Rahmenvertrag
Phasenschieber-Synchrongeneratoren
und Präqualifikationsanforderungen
 Vergütung:
o 0,3 Rp./kvarh (konform) bzw.
o 1,32 Pr./kvarh (unkonform)
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Institut
Beschaffung von Blindleistung in anderen
Ländern
für Netz- und Anwendungstechnik GmbH
England & Wales
Für EZA am ÜN und VN gilt Aufteilung in
 obligatorischen Bereich (ORPS) mit den Grenzen:
o cos = 0,85 übererregt (für ASG und DC-Konverter: 0,95) und
o cos = 0,95 untererregt
 und überobligatorischer Bereich (ERPS):
o Ausschreibung alle 6 Monate
o Mindestlaufzeit 12 Monate
 Vergütung:
o ORPS: 0,551 £/Mvarh
o ERPS:
 bei erfolgreicher Ausschreibung nach festgesetzten Rahmenvertrag
 ansonsten mit 2,755 £/Mvarh, wenn Anlage benötigt wird
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Institut
Beschaffung von Blindleistung in anderen
Ländern
für Netz- und Anwendungstechnik GmbH
Belgien
Für EZA am ÜN und VN gilt Aufteilung in
 Primary control:
o Regelband wird im Netzanschlussvertrag festgehalten
o Automatischer Q-Abruf
 Centralised control:
o Für Q außerhalb des Regelbandes
o Beschaffung über Ausschreibung
o Abruf nach Anweisung, nicht automatisch
 Vergütung:
o Pauschalpreis für Vorhaltung des Regelbandes
o Blindenergie wird auf Basis €/Mvarh nach vertraglich vereinbarten Tarifen
abgerechnet
Brückl
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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Anwendungstechnik
GmbH
INA – Institut für Netz- und Anwendungstechnik GmbH
Prof. Dr.-Ing. Oliver Brückl
Johannisweg 7
93449 Waldmünchen
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oliver.brueckl @ ina-energie.de
www.ina-energie.de
Forschungsstelle für Energienetze und Energiespeicher
(FENES)
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93053 Regensburg
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0941 / 943-9881
-9887
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0941 / 943-1424
E-Mail:
oliver.brueckl @ oth-regensburg.de
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