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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
SAIDI = System Average Interruption Duration Index
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Großbritannien
Erneuerbare Energien erhöhen die Versorgungssicherheit!?
4Quelle: Council of European Energy Regulators und Eurostat
SAIDI = System Average Interruption Duration Index
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Großbritannien
Erneuerbare Energien erhöhen die Versorgungssicherheit!?
5Quelle: Council of European Energy Regulators und Eurostat
SAIDI = System Average Interruption Duration Index
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Dänemark
Erneuerbare Energien erhöhen die Versorgungssicherheit!?
6Quelle: Council of European Energy Regulators und Eurostat
SAIDI = System Average Interruption Duration Index
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en
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
HEJ
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GØRHOS
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BIS
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BID
BIO
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G
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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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