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

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Präsentation zum Thema: "Für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut Bedarf und effiziente Bereitstellung von Blindleistung im Stromnetz Prof. Dr.-Ing. Oliver Brückl 1."—  Präsentation transkript:

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

2 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut Inhalt  Einleitung und Hintergründe  ZVEI-Studie  FNN-Hinweis  ENTSO-E-Networkcodes  dena-Studie  BMWi-Dienstleistungsauftrag  Beschaffung von Blindleistung in anderen Ländern  Schlusswort 2

3 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut Begriffswelt 3 Versorgungsqualität Servicequalität Spannungsqualität Versorgungszuverlässi gkeit Beziehung zw. Kunden und Versorgungsunternehmen Fähigkeit, die Versorgungsaufgabe unter vorgegebenen Bedingungen während einer bestimmten Zeitspanne zu erfüllen Häufigkeit (SAIFI) und Dauer (CAIDI) von Unterbrechungen, Nichtverfügbarkeit (SAIDI), … Kundeninformation zu Abschaltungen, Reaktionszeiten bei Störungen/ Be- schwerden, Erteilung von Auskünften, … Ein- und Konstanthaltung des zeitlichen Verlaufs der Spannung gemäß Normen und vertragliche Festlegungen Frequenz, Höhe, langsame/schnelle Änderungen, Flicker, Einbrüche, Unsymmetrie, Oberschwingungen, … Systemsicherheit Bewahrung der statischen und transienten System-/Netzstabilität (= stabiler und zulässiger Betrieb des Systems und Vermeidung bzw. Beherrschung von Störungen); Schutz von Personen und Anlagen Momentanreserve, Regel- und Reserveleistung, Blindleistung, Kurzschlussleistung, Betriebsführung Versorgungssicherheit Sicherung ausreichender Primärenergie, Erzeugungs- und Netzkapazitäten; Schutz von Personen und Anlagen Langzeitreserve (Kapazitätsmarkt), Blindleistung, Netzschutz, Versorgungswiederaufbau, Betriebspersonal Eigene Darstellung, Interpretation und Erweiterung nach VDE, Schwan, Billinton

4 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut Kategorien an Systemdienstleistungen 4 Versorgungs- und Systemsicherheit  Bereitstellung von Systemdienstleistungen Kategorien der Systemdienstleistungen (lt. Transmission Code 2003):  Frequenzhaltung  Spannungshaltung  Versorgungswiederaufbau  System-/Betriebsführung

5 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut Systemdienstleistung Spannungshaltung 5 Arten an Systemdienstleistungen zur Spannungshaltung:  Blindleistung  Spannungsregelung (Stufentransformatoren)  Wirkleistung (Redispatch, Lastabwurf, Erzeugungsmanagement)  Kurzschlussleistung

6 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut Blindleistungsbedarf und -ausgleich 6 Verbraucher z. B. Unterhaltungselektronik, Elektrische Anriebe, … Netzbetriebsmittel z. B. Leitungen, Trafos dezentrale Erzeugungs- anlagen z. B. Spannungsregelung Großkraftwerke und Kompensationsanlagen Blindleistungsbedarf Q B Blindleistungsausgleich Q A Blindleistungsbilanz muss ausgeglichen sein!

7 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut Veränderung der Blindleistungsflüsse 7 Blindleistungsflüsse bei Starklast

8 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut ZVEI-Studie zum Thema Blindleistung 8 Downloadbar unter

9 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut ZVEI-Studie zum Thema Blindleistung 9 Untersuchungsgegenstände  Erhöhung des Kompensationsgrades von Sondervertragskunden o Teilweise sehr vorteilhaft hinsichtlich Spannungsfall und Belastungen o Teilweise kontraproduktiv hinsichtlich Q-Haushalt  „Blindleistungsmarkt“ / marktgestützter Beschaffungsprozess Fazit  Blindleistungspotenzial von Verbrauchern sollte besser genutzt werden

10 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut FNN-Hinweis „Blindleistungsmanagement im Verteilungsnetz“ 10 Inhalte:  Begriffe und Grundlagen  Darstellung der Einflussfaktoren  Hinweise zur Systemanalyse  Umsetzung eines Blindleistungsmanagements Ziel:  Frühzeitige Sensibilisierung für die künftige Q-Problematik  Identifizierung vorteilhafter Maßnahmen

11 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut ENTSO-E Netzcodizes: Übersicht 11 Quelle: Ensto-e Network Codes zu  Markt,  Netzanschluss und  Netzbetrieb

12 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut ENTSO-E Netzcodizes: DCC 12 Demand Connection Code (DCC) definiert Anforderungen bei Anschluss ans Übertragungsnetz  cos  : 0,9 ind. bis 1 ohne Eigenerzeugung  cos  = 0,9 ind. bis 0,9 kap. mit Eigenerzeugung  Verteilungsnetze sollten Fähigkeit haben, sich bei Lastflüssen unter 25 % der maximalen Anschlusskapazität nicht kapazitiv zu verhalten! Abweichung nur, wenn entsprechende Kosten-Nutzen-Analyse zu einem anderen Ergebnis kommt! Inwiefern sind diese Anforderungen sachgerecht?

13 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut ENTSO-E Netzcodizes: RfG 13 Requirements for Generators (RfG) definiert Anforderungen an Erzeugungsanlagen -Unterscheidung in 4 Leistungsklassen -Unterscheidung in Synchrongeneratoren und sonstigen Generatoren (z. B. Wechselrichter) -Keine Vorgaben der Q-Fähigkeit für Typ A -Ansonsten sollen beim Typ B die Netzbetreiber das Recht haben, die Q- Fähigkeit selber zu definieren unter Beachtung der Prinzipien Transparenz, Angemessenheit und Nicht-Diskriminierung -nur bei Typ C und D sind Betriebsbereiche angegeben TypABCD Spannungsebeneunterhalb 110 kVab 110 kV Leistungab 0,8 kWab 1 MWab 50 MWab 75 MW Inwiefern sind diese Anforderungen sachgerecht?

14 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut Dena-Studie Systemdienstleistungen

15 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut Überblick Dienstleistungsauftrag „Zukünftige Bereitstellung von Blindleistung“ 15

16 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut Inhalte Dienstleistungsauftrag „Zukünftige Bereitstellung von Blindleistung“ 16 Leitfragen: o Kosteneffiziente Nutzung der heutigen Q-Potenziale? o Mehr Kosteneffizienz durch eine transparentere und mehr marktgestützte Beschaffung von Blindleistung? o Wie lässt sich die zur Q-Bereitstellung notwendige konventionelle Mindesterzeugung reduzieren? Ziel:  Identifizierung der Herausforderungen für den sicheren Netzbetrieb durch Ausbau der EE  Ableiten von praxisnahen Handlungsempfehlungen und Vorschlägen für notwendige Anpassungen Dienstleistungsauftrag untergliedert sich in fünf Arbeitspakete (AP):  AP1: Blindleistung im Übertragungsnetz  AP2: Blindleistung im Verteilungsnetz  AP3: Neue Herausforderungen für die Netzsicherheit  AP4: Ad hoc-Beratung und kurzfristige Stellungnahmen  AP5: Workshops und Besprechungen

17 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut 17 Aufgabenstellung/ zu erbringende Leistungen AP1 Blindleistung im Übertragungsnetz  Ermittlung Q-Bedarf für heute, NEP 2024 und NEP 2034 (hochaufgelöst) o Höhe der benötigten Blindleistung o Höhe der Jahres-Blindarbeit o Homogenität  Darstellung der Verfahren, Kosten und Vergütung für Beschaffung  Bewertung, ob Verfahren zur Bedarfsdeckung bedarfsgerecht, transparent und effizient sind  Aufzeigen alternativer Beschaffungsmöglichkeiten  Ermittlung von Optimierungspotenzialen insbesondere bei mehr marktgestützter Beschaffung

18 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut 18 Aufgabenstellung/ zu erbringende Leistungen AP2 Blindleistung im Verteilungsnetz  Ermittlung Q-Bedarf für heute, in 10 und 20 Jahren (am Beispiel von mindestens drei konkreten Netzen) o Höhe der benötigten Blindleistung o Höhe der Jahres-Blindarbeit o Homogenität o Gesamtbedarf für ganz Deutschland  Darstellung der Verfahren für Beschaffung und Rolle des Q- Austauschs mit Übertragungsnetz  Bewertung, ob Verfahren zur Bedarfsdeckung bedarfsgerecht, transparent und effizient sind  Aufzeigen alternativer Beschaffungsmöglichkeiten  Ermittlung von Optimierungspotenzialen insbesondere bei mehr marktgestützter Beschaffung

19 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut 19 Aufgabenstellung/ zu erbringende Leistungen AP3 Neue Herausforderungen für die Netzsicherheit  Ermittlung der Herausforderungen für sicheren Netzbetrieb o Ab welchen Anteilen der EE o Beiträge der EE- und anderen Anlagen  Aufzeigen alternativer Möglichkeiten zur Bereitstellung von o Schwungmasse o Schwarzstartfähigkeit o Kurzschlussleistung  Darstellung des Forschungsbedarfs

20 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut 20 Ergebnisse der Stakeholderbefragung Rückmeldung von  2 Übertragungsnetzbetreiber  40 Verteilungsnetzbetreiber ( ≙ 4,1 % der 980 VNB) o 6: bis Kunden; 16: bis Kunden; 16: mehr als Kunden; Rest: anonym o > eigene Ortsnetztransformatoren ( ≙ mind. 37 % aller ONS)  2 Hersteller von Erzeugungsanlagen  9 Betreiber von Erzeugungsanlagen (mit >> 100 Anlagen)

21 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut 21 Beschaffung von Blindleistung in anderen Ländern Schweiz Für EZA am ÜN und VN gilt Aufteilung in  obligatorischen Bereich mit den Grenzen: o cos  = 0,925 übererregt und o cos  = 0,950 untererregt  und überobligatorischer Bereich: o Regelung der Betriebsbereitschaft, Bereitstellungsdauer und technische Verfügbarkeit entsprechend Rahmenvertrag Phasenschieber-Synchrongeneratoren und Präqualifikationsanforderungen  Vergütung: o 0,3 Rp./kvarh (konform) bzw. o 1,32 Pr./kvarh (unkonform)

22 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut 22 Beschaffung von Blindleistung in anderen Ländern England & Wales Für EZA am ÜN und VN gilt Aufteilung in  obligatorischen Bereich (ORPS) mit den Grenzen: o cos  = 0,85 übererregt (für ASG und DC-Konverter: 0,95) und o cos  = 0,95 untererregt  und überobligatorischer Bereich (ERPS): o Ausschreibung alle 6 Monate o Mindestlaufzeit 12 Monate  Vergütung: o ORPS: 0,551 £/Mvarh o ERPS:  bei erfolgreicher Ausschreibung nach festgesetzten Rahmenvertrag  ansonsten mit 2,755 £/Mvarh, wenn Anlage benötigt wird

23 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut 23 Beschaffung von Blindleistung in anderen Ländern Belgien Für EZA am ÜN und VN gilt Aufteilung in  Primary control: o Regelband wird im Netzanschlussvertrag festgehalten o Automatischer Q-Abruf  Centralised control: o Für Q außerhalb des Regelbandes o Beschaffung über Ausschreibung o Abruf nach Anweisung, nicht automatisch  Vergütung: o Pauschalpreis für Vorhaltung des Regelbandes o Blindenergie wird auf Basis €/Mvarh nach vertraglich vereinbarten Tarifen abgerechnet

24 Dena-Expertenworkshop „Aktives Blindleistungsmanagement“ Brückl für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Institut Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 24 INA – Institut für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Prof. Dr.-Ing. Oliver Brückl Johannisweg Waldmünchen Tel.:09972 / Fax:09972 / Mobil: ina-energie.de Internet:www.ina-energie.de Institut für Netz- und Anwendungstechnik GmbH Forschungsstelle für Energienetze und Energiespeicher (FENES) Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg Seybothstraße Regensburg Tel / Fax:0941 / oth-regensburg.de


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