BDEW-Fachkongress Treffpunkt NetzeBerlin, 27.3.2019

Dr.-Ing. Eckehard TrösterEnergynautics GmbH, e.troester@energynautics.com

Resiliente Verteilnetze für eine sichere Versorgung von morgen

Erneuerbare Energien vs. Versorgungssicherheit

Was ist Resilienz?

Maßnahmen für resiliente Verteilnetze

Projektvorstellung: Cell-Controller Projekt (Dänemark)

Fazit

Inhalt

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Deutschland

Erneuerbare Energien erhöhen die Versorgungssicherheit!?

3Quelle: Council of European Energy Regulators und Eurostat

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Großbritannien

Erneuerbare Energien erhöhen die Versorgungssicherheit!?

4Quelle: Council of European Energy Regulators und Eurostat

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Großbritannien

Erneuerbare Energien erhöhen die Versorgungssicherheit!?

5Quelle: Council of European Energy Regulators und Eurostat

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Dänemark

Erneuerbare Energien erhöhen die Versorgungssicherheit!?

6Quelle: Council of European Energy Regulators und Eurostat

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Frankreich

Erneuerbare Energien erhöhen die Versorgungssicherheit!?

7Quelle: Council of European Energy Regulators und Eurostat

SAIDI = System Average Interruption Duration Index

ABER:

Wir bewegen uns von einem System mit Synchrongeneratoren zu einem leistungselektronisch dominierten System!

Die Trägheit im System wird reduziert.

Der Kurzschlussstrombeitrag wird reduziert.

Die Spannungshaltung wird erschwert.

Erneuerbare Energien erhöhen die Versorgungssicherheit!?

8

In vielen Ländern wird die Systemträgheitin 2030 kritisch!

9Quelle: ENTSO-E, Guidance on High Penetration of Power Electronic Interfaced Power Sources (HPoPEIPS), 2017

SEHR GUTH > 4s

GUTH = 3 - 4s

NIEDRIGH = 2 - 3sKRITISCH

H < 2s

„Ein Systemsplit wie in 2006 würden wir heute nicht so unbeschadet überstehen!“

Anonym, Vertreter eines deutschen ÜNBs

Das Risiko steigt!

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Blackout

Resiliente Verteilnetze

Eine Teil der Lösung:

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Die Bedeutung der Verteilnetze im Verbundsystem steigt!

• mehr dezentrale Erzeuger• Windenergieanlagen• Photovoltaikanlagen• Blockheizkraftwerke• Batteriespeicher

• neue Verbraucher• Elektromobilität• Wärmepumpen• Hybridheizungen

Warum Verteilnetze?

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Resilienz bezeichnet die Fähigkeit von technischen Systemen, bei Störungen nicht vollständig zu versagen, sondern wesentliche

Systemdienstleistungen aufrechtzuerhalten.Quelle: WIKIPEDIA

Was ist Resilienz?

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Stromversorgungssystem

z.B. Kurzschluss

Kundenversorgung

Resiliente Netze

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Zeit

Schnellerer Wiederaufbau

Kürzere Unterbrechungszeit

Geringere Betroffenenzahl

ResilientesNetz

Herkömmliches Netz

Ideales Netz

Maßnahmen für die Steigerung derResilienz von Verteilnetze

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Richtlinien

Planung

BetriebMicrogrids

Intelligente Steuerung

IT Sicherheit

Schutzkonzepte

Netz-überwachung

WorkforceManagement

Auftraggeber: Projektpartner:

Es geht!Cell-Controller Projekt in Dänemark

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Que

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Pilot-Zelle: Umspannwerk Holsted 60 kV

BHKW-Leistung: 37 MWWind-Leistung: 39 MWMaximallast: 61 MW150/60 kV Trafo: 100 MVA

ÅRR

AGB

GLE

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VOB

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GØRHOS

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BRØ

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LIK

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BIS

MØR

BID

BIO

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15,5 MW

G

8,8 MW

2 MW

3 MW 3,8 MW

WindWind

Wind

Wind

3,6 MW

7 MW

3,3 MW

2 MW

Wind

Wind2 MW

2 MW

Wind

4 MW

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Die Windkraftanlagen wurden mit Mess- und Steuerungstechnik ausgerüstet...

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1 MW WindturbinenNEG Micon NM60/1000

Monitoring

...ebenso die Blockheizkraftwerke

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Für den Testbetrieb wurden zusätzlicheBetriebsmittel installiert

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1000 kW schnellschaltende Last für Frequenzregelung

800 kVA Phasenschieberfür Spannungsregelung

Inselbetrieb mit 22.000 Kunden

HOD 60 kV Voltage

Island Transition

Frequency

Wind Generation

(Aggregated)

Resynchronization

HOD 60 kV Voltage

Island Transition

Frequency

Wind Generation

(Aggregated)

Resynchronization

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Frequenz

Spannung

Wind-leistung

Resynchronisation

Inselbildung

Ergebnis: Die Funktionstüchtigkeit des Cell-Controllers wurde nachgewiesen…

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Import/Export-Regelung während Netzparallelbetrieb (Virtuelles Kraftwerk)

Spannungsregelung im Verteilnetz

Schneller Übergang zu stabilem Inselbetrieb

Aufrechterhaltung des Inselbetriebs

Resynchronisation mit überlagertem Netz

…und somit das wahrscheinlich weltweit erste resilienteNetzkonzept auf Verteilnetzebene erfolgreich demonstriert.

• Mit zunehmendem Anteil erneuerbarer Energien und neuen Verbrauchern kommen neue Herausforderungen hinsichtlich der Versorgungssicherheit auf uns zu.

• Ein Teil der Lösung werden resiliente Verteilnetze sein.

• Daher müssen wir schon heute mit kleinen Schritten anfangen und die Sichtbarkeit und Steuerbarkeit der Verteilnetze erhöhen.

Fazit

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Vielen Dank!

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Kontakt:

Dr.-Ing. Eckehard TrösterEnergynautics GmbHRobert-Bosch-Str. 764293 Darmstadt

e.troester@energynautics.com

Studienreise Herbst 2018: Elektromobilität und Verteilnetze in Norwegen

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I M P R E S S U M

BDEW-Fachkongress Treffpunkt Netze 2019 26. und 27. März 2019 in Berlin

Veranstalter und Herausgeber EW Medien und Kongresse GmbH Reinhardtstr. 3210117 Berlin www.ew-online.de

März 2019

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