NETZOPTIMIERENDE MAßNAHMEN AUS SICHT DER VERTEILNETZBETREIBER - R. BÄSMANN, MAIN-DONAU NETZGESELLSCHAFT FFE-FACHTAGUNG 2017, ERGEBNISPRÄSENTATION ...
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Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Verteilnetzbetreiber R. Bäsmann, Main-Donau Netzgesellschaft FfE-Fachtagung 2017, Ergebnispräsentation MONA2030 München, 5. April 2017
Zuverlässiger Netzbetreiber
Strom
~ 1,2 Mio. Einwohner
Fernwärme
~ 8.000 km2
Gas
> 40 Weiterverteiler
2 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht Verteilnetzbetreiber
Wasser
Gas
~ 110 Städte, Gemeinden
und Weiterverteiler
12,8 Mrd. kWh entnommene Jahresarbeit
3.300 km Leitungsnetz
(Versorgungsleitungen)
77.500 Hausanschlüsse
rd. 80 versorgte Städte und Gemeinden
29 versorgte Weiterverteiler
3 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht Verteilnetzbetreiber
Strom
Übertragungsnetzbetreiber
Verteilnetzbetreiber
1.500 km
Hochspannungsnetz
61 Umspannanlagen
8.600 km
Mittelspannungsnetz
6.800 Ortsnetzstationen
17.300 km Niederspannungsnetz
670.000 NS-Entnahmestellen
46.000 NS-Erzeugungs-
4 05.04.2017 anlagen
Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht Verteilnetzbetreiber
EE-Anlagen im Deutschlandvergleich
300
Wind
250
Anzahl Wasser
200
150 Solar
100 ~ 47.000
Sonstige
50
0
Biomasse
10.000
sonstige
Leistung 7.500
Wind
[MW]
5.000 Wasser
~ 2.000 MW
2.500 Solar
Biomasse
0
6 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht Verteilnetzbetreiber
Datenstand: Ende 2015
Bsp. Lastfluss Sonntag, 08.05.2016
ca. 200 Megawatt
Residuallast im
Stadtnetz Nürnberg
„Stadt“
Bezug
Rückspeisung Gesamtnetz
„Region“
mehr als 730 Megawatt
Rückspeisung ins
vorgelagerte Netz
mehr als 930 Megawatt
Rückspeisung aus dem
regionalen Netz
9 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht Verteilnetzbetreiber
PV Effekt Sonnenfinsternis 2015
> 600 MW
Einspeiseleistung der PV- Leistungsbezug aus
Anlagen in Bezug zur dem vorgelagertem
installierten Leistung Netz (in MW)
10 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht Verteilnetzbetreiber
Wesentliche Herausforderungen
Betriebsmittelbelastung/ -auslastung
Spannungshaltung
11 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht Verteilnetzbetreiber
Netzentwicklung im Konzext der Energiewende
1. Effiziente, intelligente Netzplanung
● NOVA-Prinzip
● Bedarfsorientierter Einsatz neuer Netztechnologien
● …
2. Alles unter Kontrolle im Netzbetrieb
● Netzmonitoring
● Einspeisemanagement
● …
3. Zukunft aktiv mitgestalten (F&E)
● Erfahrungen sammeln in Pilotprojekten
● Teilnahme an Studien und Forschungsprojekten
● Netzwerke nutzen
● …
12 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht Verteilnetzbetreiber
„Intelligente“ Netzberechnung
● Schnittstelle zwischen geografischem
Dokumentationssystem und
Netzberechnungssoftware
● Ankopplung an SAP zur Hinterlegung von realen
Last- und Einspeiserdaten
● Berücksichtigung von Gleichzeitigkeitsfaktoren
● Kalibrierung der Netzberechnung mit realen
Messwerten
GIS
Netz-
Maximale Ausnutzung des bestehenden Netzes berech
nung
Beschränkung des Netzausbaus auf das technisch
notwendige Minimum
SAP PSI
13 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht VerteilnetzbetreiberOptimierung der Trafostufungen MS/ NS
20/ 0,4 (+4/0/-4) 20/ 0,39 (+4/0/-4) 21/ 0,42 (+8/+4/0)
UMS
UNS
20,8 kV
0,4 kV
20,0 kV
0,4 kV
19,2 kV
0,4 kV
20,8 kV
0,4 kV
20,0 kV
0,4 kV
19,2 kV
0,4 kV
22,68 kV
0,42 kV
21,8 kV
0,4 kV
21,00 kV
0,42 kV ● Großflächige
ü 52 50 48 53,3 51,3 49,2 54,0 52,0 50,0
19,5 kV 375 V 390 V 406 V 366 V 380 V 396 V 361 V 375 V 390 V Anpassung der
19,6 kV 377 V 392 V 408 V 368 V 382 V 398 V 363 V 377 V 392 V
19,7 kV 379 V 394 V 410 V 369 V 384 V 400 V 365 V 379 V 394 V Stufenstellungen
19,8 kV 381 V 396 V 413 V 371 V 386 V 402 V 367 V 381 V 396 V
19,9 kV 383 V 398 V 415 V 373 V 388 V 404 V 369 V 383 V 398 V im Zuge von
20,0 kV 385 V 400 V 417 V 375 V 390 V 406 V 370 V 385 V 400 V
20,1 kV 387 V 402 V 419 V 377 V 392 V 408 V 372 V 387 V 402 V Instandhaltungs-
20,2 kV 388 V 404 V 421 V 379 V 394 V 410 V 374 V 388 V 404 V
20,3 kV
20,4 kV
390 V
392 V
406 V
408 V
423 V
425 V
381 V
383 V
396 V
398 V
412 V
414 V
376 V
378 V
390 V
392 V
406 V
408 V
arbeiten
20,5 kV 394 V 410 V 427 V 384 V 400 V 416 V 380 V 394 V 410 V
20,6 kV 396 V 412 V 429 V 386 V 402 V 418 V 381 V 396 V 412 V
20,7 kV 398 V 414 V 431 V 388 V 404 V 420 V 383 V 398 V 414 V
20,8 kV 400 V 416 V 433 V 390 V 406 V 423 V 385 V 400 V 416 V
20,9 kV 402 V 418 V 435 V 392 V 408 V 425 V 387 V 402 V 418 V
21,0 kV 404 V 420 V 438 V 394 V 410 V 427 V 389 V 404 V 420 V
21,1 kV 406 V 422 V 440 V 396 V 411 V 429 V 391 V 406 V 422 V
21,2 kV 408 V 424 V 442 V 398 V 413 V 431 V 393 V 408 V 424 V
21,3 kV 410 V 426 V 444 V 399 V 415 V 433 V 394 V 410 V 426 V
21,4 kV 412 V 428 V 446 V 401 V 417 V 435 V 396 V 412 V 428 V
21,5 kV 413 V 430 V 448 V 403 V 419 V 437 V 398 V 413 V 430 V
21,6 kV 415 V 432 V 450 V 405 V 421 V 439 V 400 V 415 V 432 V
21,7 kV 417 V 434 V 452 V 407 V 423 V 441 V 402 V 417 V 434 V
21,8 kV 419 V 436 V 454 V 409 V 425 V 443 V 404 V 419 V 436 V
21,9 kV 421 V 438 V 456 V 411 V 427 V 445 V 406 V 421 V 438 V
22,0 kV 423 V 440 V 458 V 413 V 429 V 447 V 407 V 423 V 440 V
14 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht VerteilnetzbetreiberNutzung der Blindleistung
● Nutzung des Beitrages dezentraler EZA zur
Spannungshaltung in den MS- und NS-Netzen
● Blindleistungsbeitrag wird bedarfsgerecht
abgerufen
● zukünftig Q(U) in Niederspannung
15 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht VerteilnetzbetreiberLastflussabhängige Spannungsanpassung UW I
20,7
20,6
P– [ MW ] –6,0 –5,0 –4,0 –3,0 –2,0 –1,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 P+ [ MW ]
20,4
● Regelung der MS-Sollspannung je nach
20,3 Leistungsfluss über den Trafo (Last oder
Einspeisung)
20,2 ● Keine Kommunikation zu dezentralen
Messungen im Netz erforderlich
20,1
● Option wird vor jedem spannungsbedingtem
20,0 Netzausbau geprüft
● Insbesondere bei gleichmäßiger Durchdringung
19,9 der EZA sinnvoll
Hohe Wirkung bei relativ geringen Kosten
16 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht Verteilnetzbetreiber(Spannungs-) Längsregler Ortsnetz
● Interessant bei inhomogener Verteilung
der Stränge in Bezug auf Lastkunden
und Einspeiser
● Mehr Aufstelloptionen im Vergleich zu
Ortsnetzstationen auf Grund der
Baugröße Abgang
Strang
18 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht Verteilnetzbetreiberregelbare Ortsnetztransformatoren - rONT
● Einsatz von Ortsnetztransformatoren mit regelbarem Stufensteller
● Mitwirkung bei Technologieentwicklung durch Pilotprojekt im Netz der
MDN (2011-2014) gemeinsam mit der Firma MR
● Bedarfsorientierter Einsatz von Produkten verschiedener Hersteller
● Etablierung des Betriebsmittels bei Netzplanern
Quelle: www.reinhausen.com
19 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht VerteilnetzbetreiberBerücksichtigung der Spitzenkappung bei der Netzplanung
● Gezielte Kappung von Einspeisespitzen
● Gesetzliche Legitimation zur Kappung von 3% der erzeugten
Energiemenge
● Mitarbeit in FNN-Arbeitsgruppe
● als Planungsgröße für 110-kV Netze bereits berücksichtigt
Eigene Untersuchungen belegen das hohe Potenzial
Vermeidung von Netzausbau für wenige Stunden im Jahr
Abregelung auf Abregelung auf
70% 85%
22 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht VerteilnetzbetreiberProjekt SWARM
● Vernetztes Speicherverbundsystem
● Projekt der N-ERGIE mit dem Partner Caterva GmbH
● 65 Einzelspeicher verteilt über das Netzgebiet der MDN
● Ankopplung der Speicher an eine zentrale Leitstelle
● Technische Daten der einzelnen Speicher
● ~ 20 kW
● ~ 21 kWh
Ziele aus Kundensicht
o Erhöhung Eigenverbrauchsquote
o Vermarktung von Regelenergie
Ziele aus Netzsicht
o Analyse der Lastgangdaten und Rückschlüsse auf Wirkung
el. Speicher im Niederspannungsnetz
o Untersuchungen möglicher Kombination der Ziele mit Quelle: www.caterva.de
netzdienlichem Einsatz
23 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht VerteilnetzbetreiberN-ERGIE: Wärmespeicher mit Elektroheizer in Nürnberg
Gesamtinvestition: rd. 16,4 Mio. €
Förderung gem. KWK-Gesetz: rd. 3,6 Mio. €
Bauzeit: 08/2012 – 12/2014
Kommerzielle Nutzung: seit Januar 2015
Auszeichnung der Bayerischen Staatsregierung
„Gestalter der Energiewende 2014“
Vermeidung von über 30.000 Tonnen CO2 / Jahr!
25 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht VerteilnetzbetreiberN-ERGIE: Flexibilität mit Speicher und E-Heizer
Szenario „Geringe Einspeisung aus PV und Wind“
Steigerung der Strom- und Wärmeproduktion aus der
KWK-Anlage zur Deckung des Strombedarfs
Stromnetz Steigender Börsen-Strompreis
Zusatzeinnahmen aus Kurzfrist-/Regelenergievermarktung
Einsatzvermeidung von Kohlekraftwerken
Höhere E-Heizer
Stromerzeugung
Mehreinsatz Höhere
Gas/Biomasse Wärme-
abgabe Fernwärmenetz
HKW Sandreuth
Wärmespeicher
Höhere Stromerlöse!
Geringere CO2-Emissionen!
Regelenergiemarkt
26 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht VerteilnetzbetreiberN-ERGIE: Flexibilität mit Speicher und E-Heizer
Szenario „Hohe Einspeisung aus PV und Wind“
Drosselung der Strom- und Wärmeproduktion aus der
KWK-Anlage
Stromnetz Kein Negativeffekt durch fallenden Börsen-Strompreis
Teilnahme an lukrativer „negativer“ Regelenergie
Geringere Abregelung von (EE-)Erzeugungsanlagen
Gedrosselte E-Heizer
Stromerzeugung
Weniger Geringere
Gas/Biomasse Wärme-
abgabe Fernwärmenetz
HKW Sandreuth
Wärmespeicher
Vermeidung Kostenunterdeckung!
Zusatzerlöse aus Regelenergie!
Geringere CO2-Emissionen!
Regelenergiemarkt
27 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht VerteilnetzbetreiberZeitliche Einordnung – Technologien und Konzepte
● Energiewende erfordert smarte Funktionalitäten im Netz und konsequente Umsetzung
des NOVA-Prinzips
2.500
Piloten adaptive
Längsspannungs- Sollwertanpassung Temperatur Monitoring Neues Leit-
2.000
regler UW-Spannung HS/MS-Trafos stellensystem
Intelligente
Netzberechnung (Spannungs-) Spitzenkappung
Längsregler von EZA
1.500
rONT-Pilot
MW
Blindleistungs- SWARM Hexacopter Smart meter
bereitstellung Speicher (iMSys)
1.000 von EZA bidirektionale Fernwirk-
technik bei EZA > 100 kW
Optimierung
Netzzustands
Trafostufung
500
MS/ NS -monitoring
0
29 05.04.2017 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht VerteilnetzbetreiberStudienschwerpunkte Stromnetz
● Die sich kontinuierlich entwickelnden Anforderungen an die VNB erfordern die
Zusammenarbeit in der Branche mit wissenschaftlicher Unterstützung
SWARM/ Kleinspeicher
MONA 2030
SyNErgie
EE Potenzial- EE Potenzial- dena Netzflex
studie BY 2032 studie BY 2050
Alterungsverhalten MS-Kabel I Alterungsverhalten MS-Kabel II
dena VN dena SDL dena Plattform SDL
Studie
acatech
Verteilnetzstudie
Bayern
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
30 abgeschlossen in ArbeitMONA 2030
● Forschungsverbund zum
systemübergreifenden Vergleich
netzoptimierender Maßnahmen
Quelle: Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V., München
31 Ergebnispräsentation MONA203 - Sicht
Verteilnetzbetreiber„Vor uns liegen einige atemberaubende Möglichkeiten, die sich als
unlösbare Probleme getarnt haben.“
John Gardner
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