Anforderungen an die Energienetze der Zukunft

Mittweida, 24. Oktober 2012

Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbH | Magdeburger Straße 36 | 06112 Halle (Saale) | www.mitnetz-strom.de

Mittweida, 24. Oktober 2012

Agenda

Vorstellung MITNETZ STROM

Stand, Perspektiven und Herausforderungen der Energiewende

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Netzausbau und intelligente Technologien der Schlüssel zum Erfolg3

Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber4 Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber4

Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbH

� 100 % Tochtergesellschaft der enviaM AG

MITNETZ STROM

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Agenda

Vorstellung MITNETZ STROM

Stand, Perspektiven und Herausforderungen der Energiewende

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Netzausbau und intelligente Technologien der Schlüssel zum Erfolg3

Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber4 Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber4

Die drei Dimensionen der Energiewende

� wenig Last

� hohe EEG-Erzeugung � Abschaltungen

� mittlere Last

� hohe EEG-Erzeugung

� starker Netzausbau notwendig

� hohe Kosten für Netzausbau und EEG-Bearbeitung

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� starker Netzausbau notwendig

� hohe Kosten für Netzausbau und EEG-Bearbeitung

� hohe Last � Abschaltung

� niedrige EEG-Erzeugung

� geringer Netzausbau notwendig

� geringe Kosten für Netzausbau und EEG-Bearbeitung

Installierte EEG-Leistung 2011 in Deutschland: 65 GW

Übertragungsnetz 2 GW

Regionale Verteilnetze sind der Träger der Energiewende: 97% der EEG-Leistung in regionalen Verteilnetzen

(Quelle: Positionspapier dena-Verteilnetzstudie, 11.07.2012)

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Verteilnetz 63 GW

Entwicklung des EEG-Anteils am Letztverbraucherabsatz in Prozent*

*tatsächlich messtechnisch ermittelter EEG-Anteil auf Basis gemessener Abnahme und gemessener Erzeugung im Netzgebiet MITNETZ STROM

Bei MITNETZ STROM ist die Energiewende gelebte Praxis

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* ZielewerteEnergiekonzept der Bundesregierung

in Betrieb geplant

>50 MW

10..50 MW

<10 MW

Trend zu Großsolaranlagen ist Besonderheit im Netzgebiet der MITNETZ STROM

Solarpark Senftenberg Meuro + Senftenberg 1-3Leistung: 150 MWp

(Foto: LMBV, Luftbilder vom 12.07.2011)

Solarpark Finsterwalde 1Leistung: 38,7 MWp

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Größe und Anzahl der Windkraftanlagen nimmt deutlich zu

Cottbus

Leipzig

Halle

ChemnitzOsterfeld

198,0 m207,5 m

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Windpark Osterfeld mit drei Enercon E-126-Anlagen

Nennleistung 6.000 kW

große WKA (BJ 2005)

99,5 m

Berliner Fernsehturm

Völkerschlachtdenkmal kleine WKA (BJ 2000)

99,5 m

Die Einspeiseleistung aus EEG bei MITNETZ STROM wird 2022 fast die 12.000 MW Marke erreichen

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MW

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MW

Minimallast bei ca. 1.300 MW

Maximallast bei ca. 3.800 MW

Agenda

Vorstellung MITNETZ STROM

Stand, Perspektiven und Herausforderungen der Energiewende

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Netzausbau und intelligente Technologien der Schlüssel zum Erfolg3

Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber4 Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber4

LastflussszenarioJahr 2020, sonniger + windiger Sonntag (13.00 Uhr)

Zur Integration der erneuerbaren Energien besteht in allen Spannungsebenen Handlungsbedarf

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Netzausbau ist die Basis für die Integration erneuerbarer EnergienIm Verteilnetz ist der größte Netzausbau notwendig

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Intelligente Netze können den Netzausbau nicht ersetzen – aber unterstützen.

50 % Durchdringungsgrad

Netzausbauprogramm:Erweiterung der Aufnahmefähigkeit der Umspannebene HS/MS

� Beschaffung/Wechsel von Transformatoren

� Erweiterung von Umspannwerken um einen weiteren 110-kV/MS-Transformator

� Wechsel/Umbau Mittelspannungsanlage� Wechsel/Umbau Mittelspannungsanlage

� Spannungsumstellungen 15 kV → 20 kV

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Netzausbauprogramm:sekundärtechnische Maßnahmen

� Nachrüstung „SDL-Schränke“ zur Nutzung der SDL-Fähigkeit

von Einspeisern an der MS-Sammelschiene und Aufbau einer

Mitnahmeschaltung zur Nutzung des zweiten Transformators

> 2011: 25 Umspannwerke

> 2012: 13 Umspannwerke

> 2013 ff: Fortsetzung des Programmes, Umfang wird nach Notwendigkeit entscheidenNotwendigkeit entscheiden

� Nachrüstung von Messwerterfassung P/Q in der

Mittelspannungsschaltanlage zur besseren Überwachung der

Lastflusssituation und Erhöhung der Datenqualität für die

Anschlussbewertung

> 2011/2012: 12 Umspannwerke

> 2013ff: nach Notwendigkeit

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Netzausbauprogramm: notwendige Erweiterung Netzleitsystem (1)

� Aufbau Blindleistungssteuerung

> Überwachung des Spannungsniveaus im HS-Netz

> Regelung der Blindleistungsbilanz zum HöS-Netz (Optimal-Power-Flow)

> aktiver Zugriff auf Blindleistungstellvermögen der Einspeiser

� Erweiterung Netzsicherheitsmanagement

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> Ressourcenerweiterung, weil Anzahl überwachter Netzengpässe zunimmt

> Einbeziehung unterlagerter Netzbetreiber und schaltbarer Lasten (Demand-Side-Management)

> Erweiterung der Netzsicherheitsrechnung um Ausfallvarianten basierend auf Einspeise- und Lastprognosen

> Aufbau einer technisch, wirtschaftlich und organisatorisch abgestimmten Wirkungskette

Netzausbauprogramm: notwendige Erweiterung Netzleitsystem (2)

� Smart Grid

> Aufbau eines Konzeptes zur Aufnahme, Auswertung und Weiterverarbeitung aller „smart grid“-Daten

� Umsetzung Kaskadierung

> Aufbau einer technisch, wirtschaftlich und organisatorisch abgestimmten Wirkungskette

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Wirkungskette

Netzausbauprogramm: Räumliche Einordnung der vorgestellten Netzausbaumaßnahmen im HS-Netz

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Legende:

Netzausbau HS-Netz

Umspannung HS/MS

Umspannung HöS/HS

UW-Sekundärtechnik

Netzleittechnik

EEG-Netzanschlüsse

Netzausbauprogramm: Weitere Folgemaßnahme im HS-Netz

� Sekundärtechnische Ertüchtigung

> Anpassung der sekundärtechnische Ausstattung in Folge der Erweiterungsmaßnahmen zum Anschluss Erneuerbarer Energien

verschiedene Umspannwerke, in den FolgejahrenBeispiel UW Weißenfels

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� Telekommunikationstechnische Erschließung

> Einbindung von Einspeiseanlagen in das Telekommunikationsnetz zur Datenübertragung und möglichen Steuerung

Netzausbauprogramm: Maßnahmen im Mittel- und Niederspannungsnetz

� Verkabelung von MS- und NS-Freileitungen

� Errichtung von zusätzlichen Netzstationen bzw. Leistungserhöhung durch Trafotausch

� Einsatz von regelbaren Ortsnetztransformatoren (RONT) ->Pilotphase

� Optimierung des MS-Netzes für Einspeiser durch Trennstellenverlagerung

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� Optimierung des MS-Netzes für Einspeiser durch Trennstellenverlagerung

� Spannungsumstellung

� Spannungsbandabsenkung

� Weitbereichsregelung -> Pilotphase ab 2013

� Umbindung von großen Erzeugungsanlagen im MS-Netz zur Schaffung weiterer Einspeisepotentiale im vorhanden Netz

� Spannungsregler im NS-Netz (Magtech, Walcher) -> Pilotphase

Forschung und Hochschulkooperationen – der Schlüssel zu neuen innovativen Ideen

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Hochtemperatur-leiterseile (HTLS)

ASTROSE

Erhöhung des höchsten Normaltemperaturbereiches von 80°C auf Temperaturbereiche bis ~ 150°C zur Erhöhung der Leitungskapazität

Nutzung der Wettereinflüsse (Kühlung) mit Ziel höherer Auslastung. Direkte Messung von Temperatur und Durchhang über intelligente Sensoren

Einsatztest neuer Komponenten für Messung, Regelung und

Wir bringen die Entwicklung neuer intelligenter Technologien voran

FeldstudieIntelligentes Nieder-spannungsnetz

Einsatztest neuer Komponenten für Messung, Regelung und Speicherung- Sammlung von Betriebserfahrung

RegelbareOrtsnetz-trafos

Stufenlose Spannungsanpassung niederspannungsseitig unter Last bei Einhaltung der gewohnten Betriebseigenschaften

VerknüpfungAnschlussobjekteIS/U und GIS

Nutzung von Smart-Meter-Daten zur Netzplanung im GIS; wissenschaftliche Begleitung zur Analyse des hinreichenden Durchdringungsgrads mit intelligenter Zähltechnik

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Speicherung elektrischer Energie kann unterstützen –wird das Problem allein aber nicht lösen

Speicherkapazität Pumpspeicherwerk Goldisthal = max. 8,5 GWhUm den Energiebedarf einer Woche von Deutschland speichern zu Deutschland speichern zu können, bedarf es ca. 1.400 x Goldisthal

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Einsatz weiterer Spitzenlast-KW

> Bau Gas-KW

Zur Integration fluktuierender Erzeugung sind alle Optionen zu bewerten

Nutzung großer Energiespeicher

> Speicherbau

Vol

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Bew

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Die Lösung ist eine Kombination aus

mehreren Maßnahmen

Import/Export elektr. Leistung

> Leitungsbau

Steuerung Verbrauch und Einspeisung

> IKT

Vol

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Bew

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Netzaus-bau

Speicher,IKT

Gas-KW

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Agenda

Vorstellung MITNETZ STROM

Stand, Perspektiven und Herausforderungen der Energiewende

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Netzausbau und intelligente Technologien der Schlüssel zum Erfolg3

Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber4 Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber4

Unterschiedliche Lastsituationen sind zu beherrschen

Tag mit hohem EE-Anteil, überwiegend Wind- Lastflussumkehr, Rückspeisung ins Übertragungsnetz -

Tag mit geringem EE-Anteil- Bezug aus dem Übertragungsnetz -

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06. Oktober 201208. Oktober 2012

Stromnetze gehen immer häufiger auf Alarmstufe „gelb“

Blackout-Gefahr

� Teil- oder Totalausfall� Wiederaufbau der

Stromversorgung

Netzstabilität ist gefährdet

� Stress- bzw. Störbetrieb 50

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NSM- und SSM-Eingriffe bei MITNETZ STROM

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NSM- und SSM-Eingriffe bei MITNETZ STROM

Stand August 2012

� Warnung vor wachsenden Versorgungsengpässen in den Wintermonaten

� Bedarf für Kaltreserve bei 2.000 MW� immer mehr Stilllegungen von Kraftwerken

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� Stress- bzw. Störbetrieb� Zur Regelung kritischer Situation:

ÜNB´s leiten SSM-Maßnahmen ein, zusätzliche Aufrufe an VNB‘s zu NSM-Maßnahmen

� Nutzung von Regelenergie

Netzstabilität ist gewährleistet

� Erzeugung und Verbrauch sind auf gleichem Niveau

� Normalbetrieb

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Neue Formen der Zusammenarbeit aller Netzbetreiber und Kunden notwendig

ÜNBs380-kV/220-kV-Netz

heute zentral

VNBs

morgen dezentral

ÜNBs380-kV/220-kV-

Netz

VNBs

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VNBs110-kV/MS/NS-

Netz

StadtwerkeMS/NS-Netz

VNBs110-kV/MS/NS-Netz

StadtwerkeMS/NS-Netz

VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEITJens.Rabe@mitnetz-strom.de

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