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Paradigmenwechsel im Betrieb von Stromverteilnetzen
Dynamische Spitzenkappung mittels intelligenter Regelung statt
konventionellen Netzausbau mit Kupfer
Kassel 18.05.2017
Arno Gertje, Dr.-Ing. Matthias Rohr
BTC AG – Ein kurzer Überblick
✓ Hauptsitz: Oldenburg
✓ Gründung: 2000
✓ Mitarbeiter: 1.585 (Stand: 12/2015)
✓ Umsatz: 172 Mio. € (Stand: 12/2015)
2BTC AG 2017
BTC – Produkte und Lösungen (Auszug) & F&E
BTC | WIND 2.0
BTC | VPP
Energievermarktung
BTC | PRINS
Zentrale Netzführung
BTC | AMM
Advanced Metering Management
SAP-Lösungen BTC Mobile Solutions
BTC | GRID Agent
Anlagen- und Netzregelung
BTC AG 2017 3
Agenda
1. Überblick BTC AG
2. Motivation Digitaler Netzausbau (insb. am Beispiel dynamischer Spitzenkappung)
3. Rechtsrahmen operative Umsetzung Dynamische Spitzenkappung
4. Operative Umsetzung & weitere Anwendungsszenarien
5. Projektbeispiele BTC | GRID Agent
6. Zusammenfassung und Ausblick
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Ausbau mit Erneuerbaren Energien in Deutschland
5BTC AG 18.05.2017 | Arno Gertje, Matthias Rohr | Vortrag bei VDE Kassel
Bild-Quelle: BDEW (Status 01/2016)
• Der EEG-Anteil wird weiter
wachsen.
• Die Kosten zur Integration der
Erneuerbaren wachsen
inzwischen schneller als der
Anteil der Erneuerbaren!
Quelle: BDEW
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Quelle: Vortrag „Automatische Netzregelung als Alternative zum klassischen
Netzausbau“ Dr. Enno Wieben EWE NETZ
Fluktuierende Erzeugung aus Erneuerbaren Energien
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Lastkurve eines einzelnen WindparksErzeugung sortiert nach
Höhe der Erzeugung
Erzeugung über den Verlauf eines Jahres Anzahl der Stunden
Nur relativ wenig Stunden
hohe Erzeugung
ErzeugungErzeugung
Daten- & Bildquelle: EWE AG & IAEW, Systemstudie zum
Einspeisemanagement Erneuerbarer Energien
Ineffizienz bei konventionellen Netzausbau
8BTC AG 18.05.2017 | Arno Gertje, Matthias Rohr | Vortrag bei VDE Kassel
“Verschwendete”
Kapazität
Kapazität nach
konventionellen Ausbau
Kapazität vor
konventionellen Ausbau
5%-Ansatz / Dynamische Spitzenkappung
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Bild: Vortrag „Automatische Netzregelung als Alternative zum klassischen
Netzausbau“ Dr. Enno Wieben EWE NETZ (Verfügbar Internet)
In vielen Netzen kann die Netzanschlusskapazität
für Erneuerbare Energien verdoppelt werden,
wenn der VNB Einspeiser jeweils im Umfang von
(3% bis) 5% ihrer Jahreseinspeisung abregeln darf.
Dies ist eine Abwendung von der Worst-Case-
Planung von Verteilnetzen für EE-Einspeisung.
Rechtsrahmen u. Klärung bei den Gremien
Das Strommarktgesetz ist am 30.07.2016 in Kraft getreten
• Dynamische Spitzenkappung als neue „Option“ für VNBs
• Anlagenbetreiber werden für Abregelungen entschädigt
10BTC AG 18.05.2017 | Arno Gertje, Matthias Rohr | Vortrag bei VDE Kassel
Agenda
1. Überblick BTC AG
2. Motivation Digitaler Netzausbau (insb. am Beispiel dynamischer Spitzenkappung)
3. Rechtsrahmen operative Umsetzung Dynamische Spitzenkappung
4. Operative Umsetzung & weitere Anwendungsszenarien
5. Projektbeispiele BTC | GRID Agent
6. Zusammenfassung und Ausblick
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BTC | GRID Agent Netzregler
Intelligente Regelung als Alternative zum Verteilnetzausbau
Automatischer Netzregler zur Umsetzung von
dynamischer Spitzenkappung in Mittelspannungsnetzen
• Vorübergehende und gezielte Absenkungen
• Schafft mehr Anschlusskapazität für Erneuerbare Energien
• Aufgrund von Automatik sehr schnelle und genaue Engpassreaktion
(Effizienteste Nutzung des Spitzenkappungskontingents)
• Reduziert Risiko von Flüchtigkeitsfehlern in kritischen Situationen
• Entlastet Leitstellenpersonal und Leitsystem
• Schneller und anlagenschonender durch modellbasierten Ansatz
• Bisher einziges Produkt für dyn. Spitzenkappung mit praktischem Feldeinsatz
Schnellere und bessere Einführung
• Auch als Gesamtpaket aus Unterstützung Netzplanung + operative
Umsetzung anbietbar
• Reduziert Projektrisiken, Projektdauer und Personalbeanspruchung
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BTC | GRID Agent
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Offshore Winparks(> 1 GW)
Onshore Wind Parks &
MS-Verteilnetze(> 1 GW; > 400 Einspeiser)
Netzleitsystem(> 120 aktive Installationen)
| PRINS
Verlässlich durch Erfahrung:
• BTC | GRID Agent Windparkregler (>1GW Onshore, >1GW Offshore, Einsatz im In- und Ausland)
• Erstes Produkt für dyn. Spitzenkappung mit absolviertem Feldeinsatz
• Know How und gemeinsame Komponenten mit Netzleitsystem BTC PRINS®
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Anwendungsszenarien BTC | GRID Agent
Regelung Offshore WindparksNetzanschlussbedingungen für
Mischparks erfüllen
Dynamische Spitzenkappung Systemdienstleistung BlindleistungBlindleistungsbilanz
Günstigerer / schnellerer Netzanschluss
durch dynamische Kappung bei
Mischparks
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Netzintegration von Ladesäulen
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BTC | GRID Agent Netzregler
Intelligente Regelung als Alternative zum Verteilnetzausbau
Stringenter Qualitätsansatz
• BTC | GRID Agent ist zertifiziert gemäß BDEW Techn. Richtlinie Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz
• Validierung in mehreren externen Laboren
• Simulation von Kudennetzen in eigener Laborumgebung
• Anpassbarer Security-Ansatz (sowohl Feldtest als auch Produktiveinsatz)
• FMEA-Analyse
Flexibel einsetzbar und integrierbar
• Entweder als integrierte Hardware-Software-Lösung für Umspannwerke oder als Software für zentrale Server lieferbar
• Kommunikation via IEC 104 und IEC 61850; Weiternutzung Eisman-Steuerkanäle
• Verwendbar mit Leittechnik u. Leitsystemen verschiedener Hersteller
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BTC | GRID Agent Netzregler
Funktionsprinzip im Überblick
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BTC | GRID Agent Netzregler
Einsatzbeispiel
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Aufbaubeispiele für eine dezentrale Variante.
Alternativ kann der Regler auf zentralen Servern
(also rein als Software) zum Einsatz kommen.
Beckhoff Embedded PC als Ausführungsplattform
für den BTC | GRID Agent Netzregler
Blindleistungsmanagement bzgl.
Blindleistungshaushalt
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Quelle Grundkarte der ÜNBs: Francis McLloyd, Wikipedia, CC BY-SA 3.0
Es gibt derzeit insb. je
nach Regelzone und
Netzkonstellation
unterschiedliche
Vereinbarungen bzgl.
Vergütung eines
VNBs an vorgelagerte
NB für Blindleistung.
Ausgleichen
Blindleistungsbilanz
Szenarien für die Ladeinfrastruktur
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Private Stellplätze im EigenheimStraßenrand/öffentliche
Parkplätze
Parkhäuser
StreetScooter GmbH ©
Gewerbe mit Fuhrpark
Parkplätze von Wohnanlagen
Busladestation
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Agenda
1. Überblick BTC AG
2. Motivation Digitaler Netzausbau (insb. am Beispiel dynamischer Spitzenkappung)
3. Rechtsrahmen operative Umsetzung Dynamische Spitzenkappung
4. Operative Umsetzung & weitere Anwendungsszenarien
5. Projektbeispiele BTC | GRID Agent
6. Zusammenfassung und Ausblick
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BTC | GRID Agent (Beispiel 1/5)
Dynamische Spitzenkappung in UW Wittmund bei Jever
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UW Jever
SA Wittmund
SA Tettens
Steuerung von:
• 1 BHKW (2 MW)
• 4 PV-Anlagen (3,4 MW)
• 6 Windenergieanlagen (4,8 MW)
Messung von:
• Schaltanlagen (vorhanden)
• 9 Ortsnetzstationen
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Quelle: Vortrag „Automatische Netzregelung als Alternative zum klassischen
Netzausbau“ Dr. Enno Wieben EWE NETZ
BTC | GRID Agent (Beispiel 2/5)
Blindleistungsregelung: Projekt mit Produktivstart 10/2017
• Netzgebiet
• Ländliches MS-Netz mit Dorf und verschiedenen Erzeugern
4 Anlagen Wind, 1 MW PV, 5 Anlagen Biogas
• Aufgabenstellung
• Prio 1: Spannungsbandverletzungen mit Q ausregeln
• Prio 2: Blindleistungsvorgabe am UW erreichen
22BTC AG 18.05.2017 | Arno Gertje, Matthias Rohr | Vortrag bei VDE Kassel
Agenda
1. Überblick BTC AG
2. Motivation Digitaler Netzausbau (insb. am Beispiel dynamischer Spitzenkappung)
3. Rechtsrahmen operative Umsetzung Dynamische Spitzenkappung
4. Operative Umsetzung & weitere Anwendungsszenarien
5. Projektbeispiele BTC | GRID Agent
6. Zusammenfassung und Ausblick
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Zusammenfassung & Ausblick
• Digitaler Netzausbau als „optionale“ Alternative zum konventionellen Netzausbau
• Seit Mitte 2016 ist dynamische Spitzenkappung zur Integration von EE für deutsche VNBs legalisiert
• Rollout dynamische Szenarien dynamische Spitzenkappung beginnt jetzt
• Einsparpotentiale: In vielen Netzen 100% zusätzliche Anschlussleistung für EE; kommt auf Netz an
• Automatisierte Regelung von probabilistisch überbauten Verteilnetzen ist Neuerung für viele VNBs
• Erhöhung Automatisierungsgrad u. neue Technologien
• Anwendung neuer Planungsverfahren (im Gegensatz zu Worst-Case-Dimensionierung)
• Jedoch viele Kundenmotivationen: Vermeidung Netzausbau, Günstigster Netzanschluss für Anlagenbetreiber, Einstieg in die Digitalisierung, Schnelles wirtschaftliches Ausrollen von Ladesäulen
• Ausblick
• Verzahnung von Netzregelung mit Smart Grid & Smart Market
• Nutzung von Smart Metering Infrastrukturen
• Wert von Blindleistung etabliert sich (VNBs müssen untereinander zahlen; Flexibilitäten werden belohnt)
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Aufbaubeispiel für dezentrale Variante.
Alternativ auf zentralen Servern (also
rein als Software) einsetzbar.
Lassen Sie uns starten.
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