Systemverträglichkeit von erneuerbaren Energien

Neue Herausforderungen für die ÜNB

Dr. Christian Schulz

07.10.11

Inhalt

• Entwicklung EEG

• Auswirkungen auf das Übertragungsnetz

• Zusammenfassung

07.10.11 2Systemverträglichkeit EE

3

Entwicklung erneuerbare Energien bis 2020Daten aus BMU Studie Leitszenario 2010

Minimale Last ca. 35.000 MW

maximale Last ca. 80.000 MW

07.10.11Systemverträglichkeit EE

07.10.11 4Systemverträglichkeit EE

Energieeinspeisung bei Sonne und Wind

Inhalt

• Entwicklung EEG

• Auswirkungen auf das Übertragungsnetz

• Zusammenfassung

07.10.11 5Systemverträglichkeit EE

EEG-Ausbau erhöht die Transportentfernung

Risiko einer Großstörung nimmt zu

6

Tage Ereignisse

2003 2 2

2004 14 15

2005 51 51

2006 105 172

2007 185 387

2008 144 228

2009 156 312

2010 161 290

1. HJ2011

146 422

Eingriffe der Netzführungzur Gewährleistung der Netzsicherheit

07.10.11Systemverträglichkeit EE

Herausforderung NetzverstärkungErgebnisse der Dena II Netzstudie – 3600km Transportleitungen bis 2020

7

Gute Masten

Böse Masten

07.10.11Systemverträglichkeit EE

08. April 2010 8 Herausforderung Netzausbau

Der Netzausbaubedarf in den nächsten 10 Jahren ist enorm

dena I (2005): 850 km Hoch- und

Höchstspannungsleitungen bis 2015

davon sind erst ca. 10 % gebaut

dena II bis zu 3.500 km Höchst-

spannungsleitungen bis 2020

Lösungsmöglichkeiten:

Verstärkung der 380-kV-Infrastruktur

Overlaynetz (DC oder AC, Freileitung

oder Kabel)

Großräumige OWP-Direktver-

bindungen

20 GW?

08. April 20109 Herausforderung Netzausbau

TenneT´s Konzept(schon vor dem Moratorium)

• 380 kV-Verbindungen nach

dena I (und dena II)

• HGÜ-Overlay-Verbindungen

onshore

• HGÜ-Interkonnektoren nach

Skandinavien

„Spread & store“ für > 20.000 MW bis 2020

Norwegen

Erneuerbare Energien beeinflussen Frequenzstabilität

10

t

PRL SRL MRL

5 min – 15 min0,5 min

Prognoseabweichungen treten auf bei:- EEG Einspeisung- Lastentwicklung- Netzverlusten- KW-Fahrplänen

Regelleistungsarten:

07.10.11Systemverträglichkeit EE

• In Deutschland halten die ÜNB im NRV ca. ± 4000 MW SRL/MRL vor

Prognoseabweichung durch Wind

Steigender Regelleistungsbedarf der ÜNB durch Wind-Ausbau

11

Beispiel deutschlandweite Windeinspeisung am 19. Oktober 2010 (installierte Leistung 26.300 MW)

0 MW

2000 MW

4000 MW

6000 MW

8000 MW

10000 MW

12000 MW

14000 MW

16000 MW

18000 MW

18.10.10 00:00 18.10.10 12:00 19.10.10 00:00 19.10.10 12:00 20.10.10 00:00 20.10.10 12:00 21.10.10 00:00 21.10.10 12:00 22.10.10 00:00

Wind-Ist-Hochrechnung

Wind-Kurzfristprognose

2500 MW

07.10.11Systemverträglichkeit EE

Entwicklung Prognosequalität Wind

• Kontinuierliche Verbesserung der Prognosequalität durch:

• Verwendung mehrerer Windprognosen und Kombination zu einer eigenen

Metaprognose

• Optimierung des Anbieterportfolios und des Gewichtungsverfahrens

• Verwendung von Kurzfristprognosen, welche anhand der aktuellen Ist-

Werte alle 15-Minuten korrigiert werden

07.10.11 12

Wind 2009 2010 2011

Day-Ahead 4,86 % 3,93 % 3,52 %

Kurzfrist 3,67 % 2,48 % 1,92 %

Entwicklung des nRMSE bei TenneT

Systemverträglichkeit EE

07.10.11 13

PV-Prognosen Abweichung durch NebelInstallierte Leistung: 7.100 MW

0 MW

500 MW

1000 MW

1500 MW

2000 MW

2500 MW

3000 MW

3500 MW

07.10.10 00:00 07.10.10 03:00 07.10.10 06:00 07.10.10 09:00 07.10.10 12:00 07.10.10 15:00 07.10.10 18:00 07.10.10 21:00 08.10.10 00:00

PV-Ist-Hochrechnung

PV-Prognose

Abweichungen von bis zu 2,2 GW

Systemverträglichkeit EE

07.10.11 14Systemverträglichkeit EE

PV-Prognose Abweichung durch SchneeInstallierte Leistung: 8.200 MW

Abweichungen von bis zu 1,6 GW

Entwicklung Prognosequalität Photovoltaik

Kontinuierliche Verbesserung der Prognosequalität durch:

• Aufbau von verschiedenen Prognoseanbietern ab 2009

• Verwendung mehrerer PV-Prognosen und Kombination zu einer eigenen

Metaprognose ab 2010

• Aufbau von Kurzfristprognosen, welche anhand der aktuellen Ist-Werte

alle 15-Minuten korrigiert werden ab 2011

07.10.11 15Systemverträglichkeit EE

PV 2009 2010 2011

Day-Ahead 6,69 % 4,82 % 5,03 %

Intraday 6,60 % 4,29 % 4,91 %

Kurzfrist - - 3,27 %*

* ab 29.03.11 inkl. Nutzung der verkürzten Vorlaufzeit der EPEX

Wann hat ein Energieungleichgewicht europäische Dimensionen ?

16

• ±3000 MW PRL stabilisieren die Frequenz zwischen 49,8 und 50,2 Hz

07.10.11Systemverträglichkeit EE

Alptraum 50,2 Hz - Frequenzverhalten von PV-Anlagen

17

VDE-Anwendungsregel E-VDE-N 4105 werden derzeit aufgrund Einspruchs der ÜNB in Richtung frequenzabhängige Leistungsreduktion für Neuanlagen angepasst.

100

80

60

40

20

Max. Wirkleistungs-abgabe in %

Frequenz in Hz49,7 49,8 49,9 50,0 50,1 50,2 50,3 50,4 50,5 50,6 50,7 50,8 50,9 51,0 51,1 51,2 51,3 51,4 51,5

Bestehende VDEW-Richtlinie „Eigenerzeugungsanlagen am NS-Netz“ beschreibt u.a. netztechnische Anforderungen bei Verletzung der Frequenzgrenzen

Heute allein 18 GW PV in Deutschland !

(davon 80% in der Niederspannung)

Auch für Bestandsanlagen muss eine Lösung gefunden werden, sonst droht das „Solar Jo-Jo“

07.10.11Systemverträglichkeit EE

Inhalt

• Entwicklung EEG

• Auswirkungen auf das Übertragungsnetz

• Zusammenfassung

07.10.11 18Systemverträglichkeit EE

Netze sind notwendiges Bindeglied zwischen Erzeugung, Verbrauch und Speichern

• Die Systemverträglichkeit von EEG-Einspeisung lässt sich nur im Miteinander aller

Stakeholder bewältigen

• Deutliche Verstärkung der Netze auf allen Spannungsebenen notwendig

• Regulatorische Renditen müssen ausreichen, Anforderungen des Finanzmarktes zu erfüllen

• Genehmigungsverfahren müssen deutlich beschleunigt werden

• Systemdienstleistungen müssen auch von EE-Anlagen erbracht werden

(Spannungshaltung, Frequenzstützung, Regelleistung)

19Regenerativer Strom und seine Netzverträglichkeit

TenneT ist nach dem Zusammenschluss mit

transpower der erste grenzüberschreitende

Übertragungsnetzbetreiber für Strom in Europa.

Mit ungefähr 20.000 Kilometern an Hoch- und

Höchstspannungsleitungen und 35 Millionen

Endverbrauchern in den Niederlanden und in

Deutschland gehören wir zu den Top 5 der

Netzbetreiber in Europa. Unser Fokus richtet

sich auf die Entwicklung eines

nordwesteuropäischen Energiemarktes und auf

die Integration erneuerbarer Energie. Taking

power further.

www.tennet.eu

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!