Für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut Bedarf und effiziente Bereitstellung von Blindleistung im Stromnetz Prof. Dr.-Ing. Oliver Brückl 1

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Bedarf und effiziente Bereitstellung von Blindleistung im StromnetzProf. Dr.-Ing. Oliver Brckl1fr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitutDena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitutInhaltEinleitung und HintergrndeZVEI-StudieFNN-HinweisENTSO-E-Networkcodesdena-StudieBMWi-DienstleistungsauftragBeschaffung von Blindleistung in anderen LndernSchlusswort2Dena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitutBegriffswelt3VersorgungsqualittServicequalittSpannungsqualittVersorgungszuverlssigkeitBeziehung zw. Kunden und VersorgungsunternehmenFhigkeit, die Versorgungsaufgabe unter vorgegebenen Bedingungen whrend einer bestimmten Zeitspanne zu erfllenHufigkeit (SAIFI) und Dauer (CAIDI) von Unterbrechungen, Nichtverfgbarkeit (SAIDI), Kundeninformation zu Abschaltungen, Reaktionszeiten bei Strungen/ Be-schwerden, Erteilung von Ausknften, Ein- und Konstanthaltung des zeitlichen Verlaufs der Spannunggem Normen und vertragliche FestlegungenFrequenz, Hhe, langsame/schnelle nderungen, Flicker, Einbrche, Unsymmetrie, Oberschwingungen, SystemsicherheitBewahrung der statischen und transienten System-/Netzstabilitt (= stabiler und zulssiger Betrieb des Systems und Vermeidung bzw. Beherrschung von Strungen); Schutz von Personen und AnlagenMomentanreserve, Regel- und Reserveleistung, Blindleistung, Kurzschlussleistung, Betriebsfhrung VersorgungssicherheitSicherung ausreichender Primrenergie, Erzeugungs- und Netzkapazitten; Schutz von Personen und AnlagenLangzeitreserve (Kapazittsmarkt), Blindleistung, Netzschutz, Versorgungswiederaufbau, Betriebspersonal Eigene Darstellung, Interpretation und Erweiterung nach VDE, Schwan, Billinton Dena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitutKategorien an Systemdienstleistungen4Versorgungs- und Systemsicherheit Bereitstellung von Systemdienstleistungen

Kategorien der Systemdienstleistungen (lt. Transmission Code 2003):FrequenzhaltungSpannungshaltungVersorgungswiederaufbauSystem-/Betriebsfhrung

Dena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitutSystemdienstleistung Spannungshaltung5Arten an Systemdienstleistungen zur Spannungshaltung:BlindleistungSpannungsregelung (Stufentransformatoren)Wirkleistung (Redispatch, Lastabwurf, Erzeugungsmanagement)Kurzschlussleistung

Dena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitutBlindleistungsbedarf und -ausgleich6

Verbraucherz. B. Unterhaltungselektronik,Elektrische Anriebe, Netzbetriebsmittelz. B. Leitungen, Trafos

dezentrale Erzeugungs-anlagenz. B. Spannungsregelung

Grokraftwerke und KompensationsanlagenBlindleistungsbedarf QBBlindleistungsausgleich QABlindleistungsbilanz muss ausgeglichen sein!

Dena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitutVernderung der Blindleistungsflsse7 Blindleistungsflsse bei Starklast

Dena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitutZVEI-Studie zum Thema Blindleistung8

Downloadbar unter www.zvei.org

Dena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitutZVEI-Studie zum Thema Blindleistung9UntersuchungsgegenstndeErhhung des Kompensationsgrades von SondervertragskundenTeilweise sehr vorteilhaft hinsichtlich Spannungsfall und BelastungenTeilweise kontraproduktiv hinsichtlich Q-HaushaltBlindleistungsmarkt / marktgesttzter BeschaffungsprozessFazit Blindleistungspotenzial von Verbrauchern sollte besser genutzt werdenDena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitutFNN-Hinweis Blindleistungsmanagement im Verteilungsnetz10

Inhalte:Begriffe und GrundlagenDarstellung der EinflussfaktorenHinweise zur SystemanalyseUmsetzung eines Blindleistungsmanagements

Ziel:Frhzeitige Sensibilisierung fr die knftige Q-ProblematikIdentifizierung vorteilhafter ManahmenDena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitutENTSO-E Netzcodizes: bersicht11

Quelle: Ensto-eNetwork Codes zu Markt, Netzanschluss undNetzbetriebDena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitutENTSO-E Netzcodizes: DCC12Demand Connection Code (DCC)definiert Anforderungen bei Anschluss ans bertragungsnetzcos: 0,9ind. bis 1 ohne Eigenerzeugungcos = 0,9ind. bis 0,9kap. mit EigenerzeugungVerteilungsnetze sollten Fhigkeit haben, sich bei Lastflssen unter 25 % der maximalen Anschlusskapazitt nicht kapazitiv zu verhalten!Abweichung nur, wenn entsprechende Kosten-Nutzen-Analyse zu einem anderen Ergebnis kommt!

Inwiefern sind diese Anforderungen sachgerecht?Dena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitutENTSO-E Netzcodizes: RfG13Requirements for Generators (RfG)definiert Anforderungen an ErzeugungsanlagenUnterscheidung in 4 Leistungsklassen

Unterscheidung in Synchrongeneratoren und sonstigen Generatoren (z. B. Wechselrichter)Keine Vorgaben der Q-Fhigkeit fr Typ AAnsonsten sollen beim Typ B die Netzbetreiber das Recht haben, die Q-Fhigkeit selber zu definieren unter Beachtung der Prinzipien Transparenz, Angemessenheit und Nicht-Diskriminierungnur bei Typ C und D sind Betriebsbereiche angegebenTypABCDSpannungsebeneunterhalb 110 kVab 110 kVLeistungab 0,8 kWab 1 MWab 50 MWab 75 MWInwiefern sind diese Anforderungen sachgerecht?Dena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitutDena-Studie Systemdienstleistungen 203014

Dena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitutberblick Dienstleistungsauftrag Zuknftige Bereitstellung von Blindleistung15

Dena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitutInhalte Dienstleistungsauftrag Zuknftige Bereitstellung von Blindleistung16Leitfragen:Kosteneffiziente Nutzung der heutigen Q-Potenziale?Mehr Kosteneffizienz durch eine transparentere und mehr marktgesttzte Beschaffung von Blindleistung?Wie lsst sich die zur Q-Bereitstellung notwendige konventionelle Mindesterzeugung reduzieren?Ziel:Identifizierung der Herausforderungen fr den sicheren Netzbetrieb durch Ausbau der EEAbleiten von praxisnahen Handlungsempfehlungen und Vorschlgen fr notwendige AnpassungenDienstleistungsauftrag untergliedert sich in fnf Arbeitspakete (AP):AP1: Blindleistung im bertragungsnetzAP2: Blindleistung im VerteilungsnetzAP3: Neue Herausforderungen fr die NetzsicherheitAP4: Ad hoc-Beratung und kurzfristige StellungnahmenAP5: Workshops und BesprechungenDena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitut17Aufgabenstellung/zu erbringende LeistungenAP1 Blindleistung im bertragungsnetzErmittlung Q-Bedarf fr heute, NEP 2024 und NEP 2034 (hochaufgelst)Hhe der bentigten BlindleistungHhe der Jahres-BlindarbeitHomogenittDarstellung der Verfahren, Kosten und Vergtung fr BeschaffungBewertung, ob Verfahren zur Bedarfsdeckung bedarfsgerecht, transparent und effizient sindAufzeigen alternativer BeschaffungsmglichkeitenErmittlung von Optimierungspotenzialen insbesondere bei mehr marktgesttzter BeschaffungDena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitut1718Aufgabenstellung/zu erbringende LeistungenAP2 Blindleistung im VerteilungsnetzErmittlung Q-Bedarf fr heute, in 10 und 20 Jahren (am Beispiel von mindestens drei konkreten Netzen)Hhe der bentigten BlindleistungHhe der Jahres-BlindarbeitHomogenittGesamtbedarf fr ganz DeutschlandDarstellung der Verfahren fr Beschaffung und Rolle des Q-Austauschs mit bertragungsnetzBewertung, ob Verfahren zur Bedarfsdeckung bedarfsgerecht, transparent und effizient sindAufzeigen alternativer BeschaffungsmglichkeitenErmittlung von Optimierungspotenzialen insbesondere bei mehr marktgesttzter BeschaffungDena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitut1819Aufgabenstellung/zu erbringende LeistungenAP3 Neue Herausforderungen fr die NetzsicherheitErmittlung der Herausforderungen fr sicheren Netzbetrieb Ab welchen Anteilen der EEBeitrge der EE- und anderen AnlagenAufzeigen alternativer Mglichkeiten zur Bereitstellung von SchwungmasseSchwarzstartfhigkeitKurzschlussleistungDarstellung des ForschungsbedarfsDena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitut1920Ergebnisse der StakeholderbefragungRckmeldung von2 bertragungsnetzbetreiber40 Verteilungsnetzbetreiber ( 4,1 % der 980 VNB)6: bis 10.000 Kunden; 16: 10.000 bis 100.000 Kunden; 16: mehr als 100.000 Kunden; Rest: anonym>150.000 eigene Ortsnetztransformatoren ( mind. 37 % aller ONS)2 Hersteller von Erzeugungsanlagen9 Betreiber von Erzeugungsanlagen (mit >> 100 Anlagen)Dena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanagement24.09.2015Brcklfr Netz- und Anwendungstechnik GmbHInstitut2021Beschaffung von Blindleistung in anderen LndernSchweizFr EZA am N und VN gilt Aufteilung in obligatorischen Bereich mit den Grenzen: cos = 0,925 bererregt und cos = 0,950 untererregtund berobligatorischer Bereich:Regelung der Betriebsbereitschaft, Bereitstellungsdauer und technische Verfgbarkeit entsprechend Rahmenvertrag Phasenschieber-Synchrongeneratoren und PrqualifikationsanforderungenVergtung: 0,3 Rp./kvarh (konform) bzw.1,32 Pr./kvarh (unkonform)

Dena-Expertenworkshop Aktives Blindleistungsmanag

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