Netzintegration von Elektromobilität

Netzintegration von Elektromobilität

Der Verteilernetzbetreiber als Partner der Verkehrswende

DI Josef Stadler (Wels Strom GmbH)Vorsitzender EP Elektromobilität


Einleitung

Elektrifizierung im Verkehr nimmt Fahrt auf Politischer Wille (national wie international) ist vorhanden

Zusätzliche und neue Technologie Wichtige infrastrukturelle Grundvoraussetzungen müssen

geschaffen / eingehalten werden Planungsgrundsätze sind zu überdenken

OE: Gründung Expertenpool Elektromobilität Schwerpunkt Netzintegration Fokus auf technische Realisierungen /

Möglichkeiten ohne „Smart Grid“


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Politischer Wille in Österreich

Förderungen in Österreich Bund Keine NoVA Keine motorbezogene Versicherungssteuer /

Kraftfahrzeugsteuer 4000 € für reines Elektroauto / Brennstoffzelle 1500 € für Plug-in-Hybride mit elektr. Reichweite >40 km Firmen: Vorsteuerabzugsfähig Kein Sachbezug

Zusätzliche Landesförderungen

Berücksichtigung der E-Mobilität in den BauordnungenNetzintegration von

ElektromobilitätWien, 22.11.2017

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Quelle: www.umweltfoerderung.at


Zulassungszahlen 2015 - 2017


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Quelle: Statistik Austria, Kraftfahrzeuge - Neuzulassungen

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0,20%

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1,00%

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2,00%

Elektro Plug-In Hybrid


Zulassungszahlen 2015 - 2017


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Quelle: Statistik Austria, Kraftfahrzeuge - Neuzulassungen

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10,00%

20,00%

30,00%

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50,00%

60,00%

70,00%

Elektro + Plug-In Hybrid Benzin Diesel


Bestand von BEV / PHEV


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Seite 6127 131 146 223 353

989 13892070

3386

5032

9073

13283

408

776

1512

2287

2 0 0 6 2 0 0 7 2 0 0 8 2 0 0 9 2 0 1 0 2 0 1 1 2 0 1 2 2 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 0 9 / 2 0 1 7

Elektro (BEV) Plug In Hybrid (PHEV)

Quelle: Statistik Austria, KFZ-Bestand


Marktanteil BEV – Hochrechnung


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0,3% 0,4% 0,8% 1,1% 1,5% 2,0%2,8%

3,8%

5,1%

6,6%

8,8%

11,9%

13,8%

15,7%17,5%

19,7%

0%

5%

10%

15%

20%

25%

2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

Metastudie Elektromobilität - Hamburg

Deutlicher Investitionsbedarf im Netz

Quelle: Vorarlberg Netz GmbH


Ladeleistungen


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20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

200,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

SOC

in k

Wh

Ladezeit in h

3,7 kW 11 kW 22 kW 43 kW 150 kW 350 kW

AC- Ladung

DC-Ladung

Bei angenommener konstanter Ladeleistung– bis ca. 80 % Ladezustand gültig


D-A-CH Workshop: E-Mobilität - Autobauer und Netzbetreiber im Schulterschluss 24. – 25.10.2017 in Bregenz / VKW Mobilitätszentrale Zusammentreffen der Autohersteller mit den VNB im

D-A-CH Raum

11 kW Ladung etabliert sich zur Standard-Ladeleistung der Autohersteller DC Ladung bleibt größeren Ladeleistungen vorbehalten Verständnis für netzdienliches Laden ist vorhanden Teilweise falsche Vorstellung der Möglichkeiten (auf beiden

Seiten!) Kenntnis des aktuellen Netzzustandes wird überschätzt Leistungsreduktion von BEV beim Laden Schlechter Wirkungsgrad beim Laden


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Anforderungen an Ladeinfrastruktur aus Sicht der VNBLokale Systemdienstleistungen am Netzanschlusspunkt (funktionieren ohne Kommunikation zum VNB autonom):

BlindleistungsbereitstellungIm Bereich cos φ = 0,9 symmetrisch ind/kapVerschiedene Regelkennlinien (z.B. Q(U))

Spannungsabhängige Wirkleistungsreduktion P(U)Lokale Rückfallebene

Frequenzstützende Regelung des Ladevorgangs p=p(f) (Stabilität Übertragungsnetz)) Low Voltage Ride Through

Kein Ausfall der Ladung bei Kurzschlüssen im Netz (Stabilität Übertragungsnetz) Keine unkontrollierte Massenzuschaltung nach

Störung im Netz – Cold Load Pick Up

Wichtig als Rückfallebene


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Anforderungen an LadeinfrastrukturZentrale SteuerungTechnische Voraussetzung: Bidirektionale Kommunikation zwischen Netzbetreiber und Ladeeinrichtung – Smart Grid

P – Wirkleistungsmanagement durch VNB zentral

Q – Blindleistungsmanagement durch VNB zentral

Vollständiges Live-Abbild des NSP-Netzes notwendig um Funktion sinnvoll einsetzen zu können


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Beispielhaftes vorstädtisches NSP Netz


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250 kVA Transformator189 WohneinheitenSmax = 190 kVA~1 kVA / Wohneinheit

0,0020,0040,0060,0080,00

100,00120,00140,00160,00180,00200,00

S in

kVA


Vergleich unterschiedlicher Ladungen


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0

5

10

15

20

25

P in

kW

Lastprofil ohne/mit Elektroauto

Ohne E-Mobil 3 kW Ladeleistung 11 kW Ladeleistung 22 kW Ladeleistung

Quelle: Vorarlberg Netz GmbH


Auswirkungen bei steigender Durchdringung

Wenn nichts unternommen wird: Spannungsbandverletzungen

Verletzung von EN 50160 Überlastung der Betriebsmittel,

Auslösung der Abzweigsicherung Versorgungsunterbrechung des Siedlungstranges

Stärkere Auslastung der Betriebsmittel / Vorzeitige Alterung

Wichtig: Meldepflicht (TOR D1 bzw. TAEV) für Ladesäulen

Autohäuser einbeziehen Umgang mit ICCB Ladung?


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Bildquelle: DiniTech GmbH


Beispiel aus der Netzplanung

Größere Wohnanlage:30 x 11 kW = 330 kW ??

Schnellladesäule: 150 kWZukünftig 350 kW

Parkhäuser: 500 x 11 kW


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Gleichzeitigkeitsfaktor für Ladevorgänge


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Quelle: Vorarlberg Netz GmbH – L. Schober, FH Vorarlberg

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0,10

0,20

0,30

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0,50

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0,80

0,90

1,00

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260

Gle

ichz

eitig

keits

fakt

or

Elektrofahrzeuge (-)

0% HT/NT Tarif, 50% 11-kW & 50% 22-kW-Ladung50% HT/NT Tarif, 50% 11-kW & 50% 22-kW-Ladung0% HT/NT Tarif, Ladung bis 5 Uhr


Strukturelle Unterschiede in der Ladeinfrastruktur Heimladung

Einfamilienhaus Mehrparteienhaus

Halböffentliches Laden „Destination Charging“ Laden beim Arbeitgeber

Öffentliches Laden Schnellladen „Street Light Charging“


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Heimladung

Einfamilienhäuser Lokales Lastmanagement innerhalb einer

Kundenanlage „Smart Home“, Einbindung PV + Speicher „Prosumer“

Anreize für netzdienliches Laden schaffen Ladeleistung 3,7 kW - 11 kW Nächste Stufe: Lastmanagement durch VNB gesteuert

Mehrparteienhäuser / Wohnanlagen Lastmanagement notwendig Mögliche Ladeleistung (bis zu) 11 kW Aktuell große Herausforderungen


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Halböffentlicher Raum

Teil der mobilen Zukunft für all jene ohne eigener Ladesäule

„Destination Charging“ Laden bei

Einkaufszentren Kinos …

Wichtig wird standardisiertes, einfaches BezahlsystemLadeleistung: 11 kW - 22 kW mit Lademanagement

Laden beim Arbeitgeber Lange Park / Ladedauer Geringere Ladeleistung (3,7 kW – 11 kW)Netzintegration von

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Öffentlicher Raum

Schnellladesäulen Notwendig für Zurücklegung

weiter Strecken Beim Netzanschluss

keine Abminderung zulässig Ladeleistung aktuell bis zu 350 kW

Laden auf der Straße – „street light charging“ Grundvoraussetzung: Laden == Parken Geringe Ladeleistung Hohe Anzahl an Ladepunkten


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Bildquelle: ABB, ubitricity


Fazit

Elektromobilität stellt für die Netzbetreiber eine Herausforderung dar Der Netzbetreiber benötigt ein nachhaltiges Umfeld, damit

er der Elektromobilität zum Erfolg verhelfen kann: Netzfreundliche Ladung als Teil der Regelwerke Neue Tarifmodelle zur Förderung von

netzfreundlichem Laden

Die Netzbetreiber stehen dieser neuen Aufgabe für das Netz jedoch positiv gegenüber und werden ihren Beitrag zur Verkehrswende leisten


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Danke für Ihre Aufmerksamkeit!DI Josef StadlerWels Strom GmbHStelzhamerstraße 274600 Wels

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