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Der Beitrag von Windenergie und angeschlossener Technologien für ein stabiles Netz

© Copyright ENERCON GmbH. Alle Rechte vorbehalten.Sales – Grid Integration: Tirinya Cheumchit, Andreas Linder

Agenda

1 Einführung

2 Übersicht über bestehende Mechanismen / Frequenzregelung

3 Ausgewählte Beispiele

3.1 Massenträgheit oder Inertia Emulation

3.2 Pilotprojekt Feldheim

3.3 Pilotprojekt Regelleistung Belgien

4 Zusammenfassung

2


1984GründungdurchAloysWobben

1993Einführungder E-40 (getriebelos)

2004Einführung der E-70 mit neuemBlattdesign

ENERCON Einführung

2007E-126 6MW

3


2015>37 GW weltweit installiert24.000 Anlagen installiert190+ dezentrale Servicestationen40+ internationaleFertigungsstandorte

2008Erste Fahrt des E-Ship12010

EinführungE-101 3.0MW

ENERCON Einführung

2012AnkündigungE-115 2.5MW

4


Weltweite Fertigung in acht Ländern

Die weltweite Produktion von ENERCON zeichnet sich durch eine hohe Fertigungstiefe aus.

SchwedenStahlturmfertigung

ÖsterreichBetonturmfertigung

TürkeiRotorblattfertigungBetonturmfertigung

Brasilien Rotorblattfertigung Betonturmfertigung Anlagenmontage Generatorfertigung

FrankreichBetonturmfertigung

PortugalRotorblattfertigungBetonturmfertigungMechatronikGeneratorfertigung

KanadaBetonturmfertigungFertigung Elektronik-

komponenten

DeutschlandAnlagenmontageFertigung ElektronikkomponentenRotorblattfertigungGeneratorfertigungStahl- und BetonturmfertigungGießerei

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Agenda

1 Einführung






4 Zusammenfassung

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Ziele der Energieversorgung

Umwelt-verträgli

chSicher

Kosten-günstig

f

V

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Sonnenfinsternis 2015-03-20

© TRANSNET BWDie PV-Einspeisung in Deutschland am 20.3.2015, Stand 12:15 Uhr. Petrol bezeichnet die »normale« PV-Einspeisung, Grün die tatsächliche PV-Einspeisung während der Sonnenfinsternis

Mechanismus zur Regelung?

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Betrieb von elektrischen Netzen

z.B. “ENTSO-E Continental Europe” (zuvor “UCTE”)• Ein elektrisch verbundenes System von Polen bis

Portugal und Griechenland bis Dänemark• Viele nationale Übertragungsnetzbetreiber (DE: 4)

Die Frequenz ist eine globale Größe in einem vernetzten System

Vorstellung: Ein System aus Massen und Federn das schwingen kann



Betrieb von elektrischen Netzen

Die Frequenz ist abhängig vom Gleichgewicht der Wirkleistung

Erzeugung < Verbrauchf ↓

Erzeugung > Verbrauchf ↑

Erzeugung = Verbrauchf = konst.



Marktzusammenhänge

Markt‐teilnehmer

Day‐Ahead‐Handel

Intraday‐Handel(45min)

Markt‐teilnehmer

ÜNBRedispatch/EinsMan

Entschädigungszahlung‐>Netzentgelte

ÜNB KontrahierungvonRegelleistung‐PRL

EinsatzvonPRL

Leistungspreis(Netzentgelt)

ÜNBEinsatzvon

SRLLeistungspreis(Netzentgelt)&ArbeitspreisjeBilanzkreis

ÜNBEinsatzvon

MRLLeistungspreis(Netzentgelt)&ArbeitspreisjeBilanzkreis

Abrechnung

OTCVerträge(15min)

KontrahierungvonRegelleistung‐MRL

Terminverträge

KontrahierungvonRegelleistung‐SRL

Handel Lieferung

Gate Closure Lieferzeitpunkt

t

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Aktivierungsgeschwindigkeit

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Agenda

1 Einführung






4 Zusammenfassung

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Er

ze

ug

un

g

SteuerungGeneratorGleichrichter

Erregung

Azimut-AntriebePitch-Antriebe

USV

Transformator

NS-Verteilung

Aufstiegs-hilfe

Um

wa

nd

lu

ng

Leistungs-schrank

Steuerung

ENERCON Technologie: WEA*-Konzept (1/2)

* = WEA - WindEnergieAnlage

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ENERCON Technologie: WEA-Konzept (2/2)

Eigenschaften und Vorteile:• Typ 4 WEA, getriebelos• Charakteristik der Netzeinspeisung wird durch die Wechselrichtersteuerung bestimmt • Vollumrichter mit FACTS-Fähigkeiten:

• Fault-Ride-Through Fähigkeit mit dynamischer Blindleistungsbereitstellung

• Hochflexible, dynamische Wirk- und Blindleistungsregelung

• Schnelle Reaktion auf Netzfehler (1…2 Zyklen) und Frequenzgradienten bis zu 4 Hz/s

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Inertia Emulation

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Wirkleistungsverhalten bei Frequenzeinbrüchen: WEA mit Inertia Emulation

Mit Inertia Emulation ENERCON WEA leisten bei Frequenzeinbruch einen Beitrag zur Stabilisierung des Netzes

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• Verwendung der Rotationsenergie des Anlagenrotors und des Generators• Keine dauerhafte Limitierung notwendig, Kein Ertragsverlust• Maximale Wirkleistung verfügbar innerhalb von 0.5s bis 1s• Getriggert bei absoluter Frequenz• Projekt-spezifische Parametrisierung

ENERCON Inertia Emulation

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Agenda

1 Einführung






4 Zusammenfassung

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Pilotprojekt Feldheim

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Speicheranwendung: Erbringung von Primärregelleistung durch Speicher• Kooperation mit Energiequelle• Einbindung in 50hertz-Regelzone • Geplante Fertigstellung der gesamten Anlage Ende 2015

Verwendetes ENERCON Know-How:• Wechselrichtertechnologie (basierend auf bewährter ENERCON Wind-Technologie)• 42 Leistungsschränke à 300kW• Steuerung (Software und Hardware) • Zusammen-/Aufbau der Batteriemodule

Regionales Regelenergiekraftwerk (RRKW) Feldheim

DC/AC

PRL-Pool

Batterie

Sollwert Istwert

Weitere Technologien

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Regionales Regelenergiekraftwerk (RRKW) Feldheim - Batterie

• Li-Ionen-Batterie, Hersteller LG Chem• Batterieauslegung: 10 MW und 10,79 MWh• Batteriesystem befindet sich in klimatisiertem Gebäude (30 x 17 m)• Aufgrund Alterung ist Batterie überdimensioniert• Prognostizierte Lebensdauer 15 – 20 Jahre

Energiequelle GmbH

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Teilnahme am Primärregelleistungsmarkt mit Li-Ionen-Batterie

Anforderungen im deutschen Markt:• Ausgleich von Frequenzschwankungen

frequenzabhängige Regelung• Totband im Frequenzbereich ± 10 mHz• Installierte Leistung > 1 MW• Aktivierung in Sekunden, Nennleistung innerhalb

von 30s• Präqualifizierung (Nachweis der Eigenschaften

durch Übertragungsnetzbetreiber)

www.regelleistung.net

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Agenda

1 Einführung






4 Zusammenfassung

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Qualitative Einordnung R2 Wind Projekt

0

20

40

60

80

100

0 0,5 5 12,5 15 30 60 70

Leistung

Zeit

Momentanreserve BKV PRL SRL MRL

30s 5min 15min >60min

Störung

RL durch Wind(negativ)

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Pilotprojekt R2 Wind, Belgien

• Pilot, Forschungsprojekt• Regelleistung: „R2 Down“

Projekt

• Belgien• Estinnes, Betreiber Windvision• 11x ENERCON E-126 – 82MW

Windpark

• Einführungsphase (1 Monat) – Genauigkeit „mögliche Einspeisung“ entscheidend• Teilnahme am Regelleistungsmarkt (3 Monate)

Ablauf

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ENERCON SCADA System

Zentrales System in jedem Windpark / EinheitAnbindung an externe Systeme:

• Sollwerte• Messung

Netzbetreiber

Regelleistung

Kunde

SCADA System

NetzwerkNetzwerk

Außerhalb –Windpark

Innerhalb –Windpark



Agenda

1 Einführung






4 Zusammenfassung

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Studien

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ReWP

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Zusammenfassung

• Frequenzregelung notwendig für ein stabiles Netz:• Momentanreserve / Inertia (Emulation)• Redispatch / EinsMan• Regelenergie

• Windenergie & Speicher können einen wertvollen Beitrag leisten (siehe Studien)• Gesetzliche Rahmenbedingungen sind aktuell in Diskussion

„Ein Strommarkt für die Energiewende“ (Grünbuch & Weißbuch)• Harmonisierung auf europäischer Ebene läuft

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ENERCON GmbH | Dreekamp 5 | D-26605 AurichTelefon: +49 4941 927-0 | Fax: +49 4941 927-109

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Impressum

Dokument-IDVermerk Dies ist das Originaldokument. oder Dies ist eine Übersetzung von <dok-id>.

Datum Sprache DCC Werk / Abteilungyyyy-mm-dd <iso-code> <DCC> oder -- <werk / abteilung>

Rev. Datum Änderung0 2015-04-08 Erstellen des Dokuments

Dokumentinformation

Revisionen

Herausgeber ENERCON GmbH ▪ Dreekamp 5 ▪ 26605 Aurich ▪ DeutschlandTelefon: +49 4941 927-0 ▪ Telefax: +49 4941 927-109 ▪ E-Mail: [email protected] ▪ Internet: http://www.enercon.deGeschäftsführer: Hans-Dieter Kettwig, Nicole Fritsch-NehringZuständiges Amtsgericht: Aurich ▪ Handelsregisternummer: HRB 411 ▪ Ust.Id.-Nr.: DE 181 977 360

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