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Grundlagen zur Erlangung des Systemdienstleistungsbonus

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Inhalt

Präsentation KEMA

Präsentation Systemdienstleistungen1. Motivation zur Ausschüttung eines SDL-

Bonus2. Grundlage des SDL-Bonus3. Übersicht über die vorhandenen Gesetze,

Verordnungen und Richtlinien4. Anforderungen an Windenergieanlagen5. Methodisches Vorgehen der KEMA

www.kema.com

Das KEMA-Portfolio

Dienstleistungen und Lösungen für die gesamteWertschöpfungskette im Energiemarkt

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Unser Profil

• Gegründet 1927• Zentrale in den Niederlanden• Kunden auf allen Kontinenten• Büros in mehr als 20 Ländern• Mehr als 1.500 Mitarbeiter

• Umsatz in 2008: € 226,7 Mio

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Unsere Leistungen im Detail

Business and Technical consulting & services

• Electricity, gas and heat markets• New energy technologies• Consulting services

• Business & Management• Process & IT• Technical

• Technical and operational services• Advice & Risk assessment based on

• Measurements• Inspections • Diagnostics• Modeling and monitoring

Testing & Certification

• Electrical and gas components• Lab testing• Certificates• Reports• Calibration and (smart) metering• Protocol testing• On-site inspections & witnessing• Emission verification

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KEMA-IEV in Dresden

KEMA-IEV ist ein unabhängiges

Ingenieurunternehmen, das seit

mehr als 40 Jahren professionelle

Ingenieurdienstleistungen

für Energiesysteme

und Energieanlagen

liefert.

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Technical consulting services

Certification

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Inhalt

Präsentation KEMA

Präsentation Systemdienstleistungen1. Motivation zur Ausschüttung eines SDL-

Bonus2. Grundlage des SDL-Bonus3. Übersicht über die vorhandenen Gesetze,

Verordnungen und Richtlinien4. Anforderungen an Windenergieanlagen5. Methodisches Vorgehen der KEMA

1. 5.4.3.2.www.kema.com

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1. Motivation Ausschüttung SDL-Bonus

Warum gibt es einen Systemdienstleistungs-Bonus?

Quelle: http://www.unendlich-viel-energie.de/de/wind.html1. 5.4.3.2.www.kema.com

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1. Motivation Ausschüttung SDL-Bonus

Warum gibt es einen Systemdienstleistungs-Bonus?

• Signifikanter Zuwachs an Windenergieanlagen– Ablösung von konventionellen Kraftwerken– Verlust von spannungs- und frequenzstabilisierenden Beiträgen

(Regelleisung) im Fehlerfall• Gefahr einer Störungsausbreitung im Übertragungsnetz• Systemdienstleistungen zur Erhaltung der Funktionstüchtigkeit des

Übertragungsnetzes von Windenergieanlagen zu erbringen

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Was sind Systemdienstleistungen (SDL)?• Frequenzhaltung• Spannungshaltung• Versorgungswiederaufbau• System-/Betriebsführung

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1. Motivation Ausschüttung SDL-Bonus

1. 5.4.3.2.

Quelle: TransmissionCode 2007, BDEW

Übertragungsnetz

WP WP WP

Verteilungsnetz Konv. KW

SDL

SDLSDL

Großteil der WEA auf Verteilungsnetzebene

Netzbetreiber sind gemäßEEG 2009 verpflichtet, Kosten für die Erbringung von Vorleistungen zur Bereitstellung von Systemdienstleistungen zu vergüten.

WP

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2. Grundlagen zum SDL-Bonus

• Gesetz zur Neuregelung des Rechts der Erneuerbaren Energien im Strombereich und zur Änderung damit zusammenhängender Vorschriften (Umsetzung der Richtlinie 2001/77/EG) vom 25. Oktober 2008 (Veröffentlicht im Bundesgesetzblatt Jahrgang 2008 Teil I Nr. 49, 31. Oktober 2009)

• Das Gesetz trat am 1.1.2009 in Kraft (EEG 2009).

• Wesentliche Paragraphen zum Systemdienstleistungsbonus:– §6 Technische und betriebliche Vorgaben– §29 Windenergie (Grundvergütung, Anfangsvergütung, Höhe SDL-Bonus

Neuanlagen)– § 64 Verordnungsermächtigung (Technische Definitionen zur Erlangung

des Systemdienstleistungsbonus)– §66 Übergangsbestimmungen (Höhe SDL-Bonus Altanlagen)

111. 5.4.3.2.www.kema.com

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2. Grundlagen zum SDL-Bonus

• EEG §29 Abs. 1 : Grundvergütung 5,02 Cent/kWh (ohne Begrenzung)• EEG §29 Abs. 2 Satz 1: Anfangsvergütung 9,2 Cent/kWh für 5 Jahre

nach Inbetriebnahme• EEG §29 Abs. 2 Satz 4 & EEG §66 Abs. 1 Nr. 6 Unterscheidung von

Neu- und Altanlagen

Altanlagen Neuanlagen

IBN bis 31.12.2001

01.01.2002 bis 31.12.2008

01.01.2009 bis 30.06.2010

01.07.2010 bis 31.12.2013

ab 01.01.2014

SDL erforderl.

nein optional optional ja ja

SDL-Bonus nein 0,7 Cent/kWh 0,5 Cent/kWh 0,5 Cent/kWh nein

Dauer - 5 Jahre ab erstmaligem Nachweis

für die Dauer der Anfangsvergütung, ab erstmaligem Nachweis

für die Dauer der Anfangsvergütung, ab

IBN

-

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3. Übersicht über die vorhandenen Gesetze, Verordnungen und Richtlinien

• EEG: Festlegung der Vergütungshöhe des SDL-Bonus abhängig vom Inbetriebnahmedatum der Windenergieanlagen

• Verordnung zu Systemdienstleistungen durch Windenergieanlagen:Vorgabe der technischen Anforderungen an die Windenergieanlagen mit Bezug auf die MS-Richtlinie 2008 und den TransmissionCode 2007

• Technische Richtlinien zum Einheitenzertifikat: Nachweis zur Erbringung der geforderten Systemdienstleistung einer einzelnen Windenergieerzeugungseinheit auf Basis der FGW (Fördergesellschaft Windenergie e.V.) TR3 und TR8

• Technische Richtlinien zum Sachverständigengutachten: Nachweis zur Erbringung der geforderten Systemdienstleistungen des Windparks am Netzverknüpfungspunkt auf Grundlage der FGW TR4 und TR8

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4. Anforderungen an Windenergieanlagen

• Technische Anforderungen an Bestandsanlagen ergeben sich aus– § 66 EEG, Abs. 1 Nr. 6 bzw.– § 5 SDLWindV in Verbindung mit Anlage 3.

• Durchfahren von Fehlern gemäß Spannungsverlauf Bild 3.5 aus dem TransmissionCode 2007 oberhalb der Grenzlinie 1

• Blindleistungs-Unterspannungsschutz (Qà & U<) muss vorhanden sein• Keine Trennung vom Netz zwischen 47,5 Hz und 51,0 Hz• Absenkung der Wirkleistungseinspeisung bei Überfrequenz• Funktion zum automatischen Wiederankoppeln ist auf Anforderung des

Netzbetreibers zu blockieren• Vorgabe der Einstellparameter des Entkupplungsschutzes durch Netzbetreiber

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4. Anforderungen an WindenergieanlagenSDLWindV, TransmissionCode 2007 und MS-Richtlinie stellen Anforderungen an Neuanlagen hinsichtlich:1. Stationäre Netzstützung2. Dynamische Netzstützung 3. FRT-Fähigkeit der EZA4. Frequenzbereich und Wirkleistungsreduktion bei Überfrequenz

Zusätzlich auszuweisen und zu bewerten:1. Kurzschlussbeitrag der EZA2. Netzrückwirkungen3. Einstellwerte der Entkupplungsschutzeinrichtungen4. Einhaltung der Zuschaltbedingungen5. Anfahrblockierung

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4.1. Stationäre Netzstützung

Ansatz KEMA:•Nachweis der stationären Netzstützung durch stationäre Simulationen der EZA auf Basis der im EZE-Zertifikat enthaltenen Spezifikationen

Anschluss an das Mittelspannungsnetz

Quelle: MS-Richtlinie 2008

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4.1. Stationäre Netzstützung

Ansatz KEMA:•Nachweis der stationären Netzstützung durch stationäre Simulationen der EZA auf Basis der im EZE-Zertifikat enthaltenen Spezifikationen

RWE transpower 50Hertz Transmission

Anschluss an das Hoch- und Höchstspannungsnetz

Quelle: SDLWindV

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4.2. Dynamische Netzstützung

Ansatz KEMA:•Nachweis der dynamischen Netzstützung durch Verweis auf EZE-Zertifikat•Prüfung der Einstellwerte an der EZE (K-Faktor)

Quelle: MS-Richtlinie 2008

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NAP MS-Anschluss HS-Anschluss

Durchfahren von Netzfehlern mit Spannungseinbruch kleinste LL-Spannung

Durchfahren von Netzfehlern mit Spannungseinbruch größte LL-Spannung

4.3. FRT-Fähigkeit der EZA

Ansatz KEMA:•Nachweis der FRT-Fähigkeit durch dynamischen Simulationen der EZA auf Basis des EZE-Zertifikates und des EZE-Modells•Prüfung der Einstellwerte der Schutzgeräte an der EZE und der EZA vor Ort

Quelle: MS-Richtlinie 2008 Quelle: TransmissionCode 2007

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4.4. Wirkleistungsreduktion bei Überfrequenz

Ansatz KEMA:•Nachweis der Wirkleistungsreduktion bei Überfrequenz durch EZE-Zertifikat•Prüfung der Einstellwerte der Schutzgeräte an der EZE und der EZA vor Ort

Quelle: MS-Richtlinie 2008

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4.5. Kurzschlussbeitrag der EZA

Ansatz KEMA:•Ermittlung der Kurzschlussleistung der EZA auf Basis der Messergebnisse gemäßEZE-Zertifikat•Bestätigung der Kurzschlussfestigkeit der Schaltanlage durch Vor-Ort-Untersuchung

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4.6. Netzrückwirkungen

Ansatz KEMA:•Berechnung der Spannungsanhebung am NAP•Ermittlung der Oberschwingungspegel am NAP auf Basis der vermessenen EZE gemäß TR3

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4.7. Einstellwerte der Entkupplungsschutzeinrichtungen

„Der Blindleistungs-Unterspannungsschutz (Qà & U<) trennt die Erzeugungsanlage nach 0,5 s vom Netz, wenn alle drei verketteten Spannungen am Netzanschluss-punkt kleiner als 0,85 Uc sind (logisch UND-verknüpft) und wenn die Erzeugungsanlage gleichzeitig induktive Blindleistung aus dem Netz des Netzbetreibers aufnimmt.“

Ansatz KEMA:•Vor-Ort-Begutachtung der Einstellwerte entsprechend der Vorgabe des Netzbetreibers• Vor-Ort-Begutachtung des Q-/U-Schutzes• Blindleistungsbezug von bis zu 0,05 x SN ist tolerierbar, Realisierung zum Beispiel durch Parametrierung des Distanzschutzes.

1. 5.4.3.2.

Quelle: MS-Richtlinie 2008

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4.8. Einhaltung der Zuschaltbedingungen

„Es ist nachzuweisen, dass die Erzeugungsanlage

• erst bei einer Netzspannung von mindestens 95 % UC und einer Netzfrequenz zwischen 47,5 Hz und 50,05 Hz zuschaltet oder wiederzuschaltet,

• im Falle einer Auslosung durch den Entkupplungsschutz nach Wiederzuschaltung die Wirkleistung mit einem Gradienten von maximal 10 % der Nennleistung pro Minute steigert (gilt nur für Erzeugungsanlagen > 1 MVA).“

Ansatz KEMA:• Vor-Ort-Begutachtung der Einstellwerte an den EZE und der Parksteuerung

Anschluss an das Mittelspannungsnetz

Quelle: MS-Richtlinie 2008

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4.8. Einhaltung der Zuschaltbedingungen

„Nach Trennung einer Erzeugungsanlage vom Netz auf Grund von Überfrequenz, Unterfrequenz, Unterspannung, Überspannung oder nach Beendigung eines Inselbetriebes ist das automatische Synchronisieren der einzelnen Generatoren mit dem Netz nur bei einer Spannung am Netzanschlusspunkt erlaubt, die im 110-kV-Netz größer als 105 kV, im 220-kV-Netz größer als 210 kV, und im 380-kV-Netz größer als 370 kV ist. Der Spannungswert bezieht sich auf den kleinsten Wert der drei verketteten Netzspannungen.

Der Anstieg der an das Netz des jeweiligen Netzbetreibers abgegebenen Wirkleistung darf nach dieser Abschaltung einen Gradienten von maximal 10 % der Netzanschlusskapazität pro Minute nicht überschreiten.“

Ansatz KEMA:• Vor-Ort-Begutachtung der Einstellwerte an den EZE und der Parksteuerung

Anschluss an das Hoch- und Höchstspannungsnetz

Quelle: TransmissionCode 2007

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4.9. Anfahrblockierung

„ Auf Anforderung des Netzbetreibers (zum Beispiel per Funkrundsteuerung oder Ähnlichem) ist die Funktion zum automatischen Wiederankoppeln an das Netz zu blockieren.“

Ansatz KEMA:•Vor-Ort-Begutachtung der Einrichtung zur Blockierung und Beschreibung des Konzeptes•Realisierung durch Übertragung eines Blockiersignals oder eines Wirkleistungssollwertes von 0% PN •Prüfung der hardwareseitigen Nachrüstung sowie Beschreibung des Prinzips, gegebenenfalls Einbeziehung des Einheitenzertifikates

Quelle: SDLWindV

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5. Methodisches Vorgehen der KEMA

• KEMA ist aktives Mitglied im FGW e.V. - Fördergesellschaft Windenergie und andere Erneuerbare Energien -

• KEMA bringt sich aktiv in die Arbeitskreise TR4 und TR8 ein, um die technischen und inhaltlichen Anforderungen mitzugestalten. Teilnehmer seitens KEMA sind hauptsächlich Jörg Zillmer (Abteilungsleiter Elektroenergieversorgung), AlbrechtGerber (Consultant Elektroenergieversorgung) und Sebastian Kuhne(Abteilungsleiter Sales und Marketing).

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www.wind-fgw.de

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5. Methodisches Vorgehen der KEMA

• KEMA ist von der FGW / FNN seit 24.03.2010 als Gutachter für Bestandsanlagen endgültig empfohlen. Die Basis dafür war die Anerkennung eines der ersten Gutachten in Deutschland für Bestandsanlagen am 24.03.2010 von der RWE Rheinland Westfalen Netz AG. Die vorläufige Empfehlung bestand seit Dezember 2009 und wurde im Rahmen eines entsprechenden Bewerbungsprozesses erlangt.

• KEMA ist von der FGW / FNN seit 26.03.2010 als Gutachter für Neuanlagen vorläufig empfohlen. Diese Empfehlung ist befristet auf 18 Monate. Eine Umwandlung innerhalb dieses Zeitraums in eine endgültige Empfehlung wird mit der Einreichung des ersten Gutachtens für Neuanlagen angestrebt.

• KEMA bereitet eine entsprechende Akkreditierung durch die Deutsche Akkreditierungsstelle (DakkS) vor. Nach der Übergangsfrist von 18 Monaten ist eine Begutachtung nur noch durch entsprechend akkreditierte Institute möglich.

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5. Methodisches Vorgehen der KEMA

1. 5.4.3.2.

Quelle: TR8, Rev. 3

www.kema.com

B.A: Datenabfragebogen WEA-Betreiber- Netzanschlusspunkt- Windparkdaten

B.B: Datenabfragebogen Netzbetreiber- Entkupplungsschutz- Netzdaten

B.C: Datenbogen Systemschutz und Sonstiges- Umrüstung der EZE- Q/U-Schutz

Für Neuanlagen zusätzlich benötigt:- Validiertes Einheitenmodell

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5. Methodisches Vorgehen der KEMA

• KEMA verfügt über entsprechende Kontakte zu Netzbetreibern. Gespräche über Gutachten und entsprechende Projekte wurden und werden im Vorfeld geführt. Der methodische Ansatz von KEMA ist allgemein anerkannt. Wesentliche Netzbetreiber sind Regionalversorger der E.ON (edis, Avacon, Mitte, Thüringer Energie, Westfalen-Weser-Ems, Hanse), der RWE (envia, Rheinland Westfalen Netz), der EnBW (enso) sowie weiterer Netzbetreiber (z. B. EWE, WEMAG, ...)

• KEMA erfüllt den gezeigten Workflow der TR8. KEMA begleitet seine Kunden in diesem Prozess.

• KEMA modelliert mit entsprechend anerkannter Software (PowerFactory von DIgSILENT) die Windparks.

• KEMA sichtet vor Ort die entsprechenden technischen Umrüstungen (EZE, Q/U-Schutz, Schutzeinrichtungen). Gegebenenfalls werden die Parameter angepasst.

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5. Methodisches Vorgehen der KEMA

• Im Ergebnis wird der gesamte Windpark gemäß EEG 2009, SDLWindV und den Technischen Richtlinien (TR8) unter Verwendung des Simulationsmodells, der Protokolle der Begutachtung vor Ort und der erhaltenen Einheitenzertifikate bewertet.

• Als Dokument erfolgt die Erstellung eines anerkannten Sachverständigengutachtens der Windenergie-Erzeugungsanlage gemäß TR8.

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Zusammenfassung

• Hintergründe Systemdienstleistung• Rechtliche Grundlagen (Gesetze, Verordnungen, Richtlinien)• Technische Anforderungen an Windenergieanlagen• Methodisches Vorgehen der KEMA

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Ausblick

• Gesetzgeber hat einen herausfordernden Zeitplan geschaffen• Neuanlagen gewinnen an Bedeutung• Mischparks (Alt / Neuanlagen, verschiedene Hersteller,

verschiedene Betreiber) zunehmend anzutreffen• Vorhandensein aller Einheitenzertifikate und Einheitenmodelle• Weiterentwicklung der TR8• Integration der SDL Voraussetzungen in die entsprechenden

Richtlinien des BDEW

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.