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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
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1984GründungdurchAloysWobben
1993Einführungder E-40 (getriebelos)
2004Einführung der E-70 mit neuemBlattdesign
ENERCON Einführung
2007E-126 6MW
3
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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
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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
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
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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
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Betrieb von elektrischen Netzen
Die Frequenz ist abhängig vom Gleichgewicht der Wirkleistung
Erzeugung < Verbrauchf ↓
Erzeugung > Verbrauchf ↑
Erzeugung = Verbrauchf = konst.
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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
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
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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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Aktivierungsgeschwindigkeit
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
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
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Aktivierungsgeschwindigkeit
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
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3 Ausgewählte Beispiele
3.1 Massenträgheit oder Inertia Emulation
3.2 Pilotprojekt Feldheim
3.3 Pilotprojekt Regelleistung Belgien
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
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3 Ausgewählte Beispiele
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3.3 Pilotprojekt Regelleistung Belgien
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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Impressum
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Datum Sprache DCC Werk / Abteilungyyyy-mm-dd <iso-code> <DCC> oder -- <werk / abteilung>
Rev. Datum Änderung0 2015-04-08 Erstellen des Dokuments
Dokumentinformation
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