Systemstabilität und Einspeisemanagement im Focus der Energiewende (Teil 1)

Bauernscheune in 99310 Bösleben-Wüllersleben, Ettischlebener Weg 19, 01.07.2014

Per März 2014 sind 1,8 GW „grüne“ Leistung an das TEN-Netz angeschlossen – Tendenz weiter steigend

Installierte Leistung: 1.777 MW, davon:

1. Windkraft 940 MW2. Photovoltaik 631 MW3. Biomasse 185 MW

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tung

in M

W

Ca. 97 % der erneuerbaren Energien sind im Verteilnetz angeschlossen – Weiterentwicklung der Verteilnetze zu dezentralen Kraftwerken

ÜNBs380-kV/220-kV-Netz

VNBs110-kV/MS/NS-Netz

ÜNBs380-kV/220-kV-Netz

VNBs110-kV/MS/NS-Netz

Flexibilität, Systemsicherheit, Frequenz, Blindleistung, Schwarzstart

kWh

Flexibilität, Systemsicherheit

kWh

Zentrale Kraftwerke

„Flächen-kraftwerk“

NEU:Regelung von

Frequenz,Blindleistung und

Wirkleistung

Bisher: zentrale Energieerzeugung Neu: dezentrale Energieerzeugung

Quelle: dena-Verteilnetzstudie, 2012

Überblick TEN Stand 27.06.2014

SysStabV Teil 2 (Entwurf vom 12.05.2014)

BMWI hat eine Nachrüstungsstrategie für Erzeugungsanlagen am Mittel- und Niederspannungsnetz zum Erhalt der Systemsicherheit bei Über- und Unterfrequenz in Auftrag gegeben.

Laut der Studie gefährdet die unkontrollierte Ab- und Zuschaltung von dezentralen Energieerzeugungsanlagen beim Erreichen einer Netzfrequenz von 50,2 Hertz bzw. 49,5 Hertz aufgrund der Höhe der installierten Leistung die Stabilität des gesamten kontinentaleuropäischen Verbundnetzes.

Zu den untersuchten Anlagentypen zählen:

Windenergie, feste Biomasse, Kraft-Wärme-Kopplung (Anlagen bis max. 100 MWel), das "EEG-Gas" (Bio-, Deponie-, Klär- oder Grubengas), flüssige Biobrennstoffe und kleine Wasserkraft (Anlagen bis max. 5 MW).

Lösungsvorschläge: Umparametrieren der Abschaltfrequenzen und die Nachrüstung der Wirkleistungsreduktionskennlinie in Anlehnung an die VDE-AR-N 4105 oder E VDE-AR-N 4120.

SysStabV Teil 2 (Entwurf vom 12.05.2014)

Dezentrale Erzeugungsanlagen (Wind, Wasser, Bio, KWK, sonstige…) besitzen hohe Systemrelevanz im deutschen Versorgungsnetz.

Vielzahl von Anlagen in der Nieder-, Mittel- und Hochspannung trennen sich bei einer unteren Frequenz von 49,5 Hz vom Netz.

Systemstabilität der Netze steht im Focus.

Untere Abschaltfrequenz muss durch eine Fachkraft abgesenkt werden (i.d.R. auf 47,5 Hz).

Verordnung zur Änderung der SysStabV im Herbst 2014:

Verordnung vor der Sommerpause in Bundeskabinett, danach in Bundesrat.

Herbst 2014: In Kraft treten der Verordnung zur Änderung der SysStabV.

Entwicklung der Frequenzeinstellungen

Quelle: Endbericht vom 06.12.2013 Studie von Ecofys

Umrüstung der betroffenen Bestandsanlagen (21.000)

Quelle: Endbericht vom 06.12.2013 Studie von Ecofys

Umrüstung der betroffenen Bestandsanlagen (1.224)

Anlagentyp Anzahl AO

Anzahl Erzeugungsanlagen

Windenergie 130 723

feste Biomasse (Biomasse) 182 342

Biogas und Weitere EEG-Typen (Deponiegas,Grubengas) 8 15

KWK 42 87

Wasser 32 57

Summe 394 1.224

Quelle: VKU

Quelle: VKU

Umsetzung der anstehenden Aufgaben

Aufgaben des Verteilnetzbetreibers (VNB): Erstanschreiben 10 Wochen nach ÜNB-Formularvorlage VNB als Ansprechpartner für Umsetzungsfragen von Anlagenbetreiber Hoher operativer Aufwand durch Sichtung der Dokumente von Anlagenbetreiber komplexe Prüfungen, Problemfälle und Abgrenzung von Ausnahmen VNB als Kommunikationsdrehscheibe zwischen Anlagenbetreiber und

Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) bei Abstimmung zu Ausnahmefällen Beschwerdemanagement Umsetzung der Vergütungseinstellung Qualitätssicherungsmaßnahmen kfm. Abwicklung und Wälzung administrative Kosten über Netzentgelte (100%)

Pflichten der Anlagenbetreiber: Umrüstung veranlassen Kosten tragen Meldung Umrüstungsnachweis an VNB Nachweise Härtefälle (keine oder nur teilweise Umrüstung möglich)

Kostenschätzung

Quelle: Endbericht vom 06.12.2013 Studie von Ecofys

VNB

ÜNBService-Center

+Externer

Gutachter

AB

BNetzA Anlage

1*) Vorgaben 2) Kommunikation

4) Nachweise &

Härtefälle3) Installateur

beauftragen &

Umrüstung

5) Reporting &

Klärung Härtefälle6) Monitoring

7) Vergütungssanktionen

* = Nummern zeigen die Abwicklungsreihenfolge an

9) Bußgelder

Prozess in vereinfachter Darstellung

8) Kontrollen

Systemstabilität und Einspeisemanagement im Focus der Energiewende (Teil 2)

Bauernscheune in 99310 Bösleben-Wüllersleben, Ettischlebener Weg 19, 01.07.2014

Höchstspannungsnetz

Hoch- und Mittelspannungsnetz

Niederspannungsnetz

Zentrale Versorgung Dezentrale Versorgung

Energieversorgung im Strukturwandel

Messwerte zunehmend wichtiger für Netzstabilität (sonst keine Informationen über Verkehrslage) Funkrundsteuerempfänger kann ausschließlich Befehle Ausgeben→ ungeeignet für Erzeugungsanlagen > 100 kW Informationen aus dem Netz sollen höchstmögliche Verfügbarkeit des Netzanschlusses

gewährleisten Gesetzliche Vorgabe zur maximalen Aufnahme von „grünen Strom“ wird voller Engagement in

Thüringen umgesetzt Es erfolgt niemals ein grundloser Eingriff durch den Netzbetreiber

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Messwerte

Fernwirkbefehle

Schutzmeldungen

Erzeugungsanlage

Netzleitstelle TEN Erfurt

Messwerte

Netzzustände

umfassender. Datenaustausch

Netzleitstelle Berlin

Fernwirkanlage notwendig für ein intelligentes Stromnetz mit Informationsaustausch

Technische Richtlinien und Ergänzungen

Leitfaden zum EEG-Einspeisemanagement (Version 1.0); 29.03.2011

Positionspapier 2.0 BNetzA (19.12.2012) → Klarstellung Anforderungen

Leitfaden zum EEG-Einspeisemanagement (Version 2.1); 07.03.2014

VDE-AR-N 4105 → technische Mindestanforderungen

Ergänzende Bedingungen des Verteilnetzbetreibers

Technische Vorgaben des Netzbetreibers

Systemlösungen zur Integration EEG-AnlagenAufbau von intelligenten Regelsystemen

Steuerung [ Master ]

Übergabestation

Funk- oder FestverbindungGPRS / DSL …

VPN-Tunnel

Fernwirkschrank

Windkraftanlage ( WKA )Solaranlage (PV)

Netzleitstelle

NAP( NVP )

ggf. Leitstelle Windpark

Anschlussnehmer

Netzbetreiber

Router

MS und NS BlindleistungsregelungKennlinien für Wechselrichter der EEA

NS: autarke Spannungsregelungüber automatische Netzregler vor Ort

Firewall

Router

Enrico ScherfFachgebietsleiter Einspeiser

TEN Thüringer Energienetze GmbHSchwerborner Straße 30

99087 Erfurt