Anforderungen an die Energienetze der Zukunft
Mittweida, 24. Oktober 2012
Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbH | Magdeburger Straße 36 | 06112 Halle (Saale) | www.mitnetz-strom.de
Mittweida, 24. Oktober 2012
Agenda
Vorstellung MITNETZ STROM
Stand, Perspektiven und Herausforderungen der Energiewende
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Netzausbau und intelligente Technologien der Schlüssel zum Erfolg3
Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber4 Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber4
Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbH
� 100 % Tochtergesellschaft der enviaM AG
MITNETZ STROM
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Agenda
Vorstellung MITNETZ STROM
Stand, Perspektiven und Herausforderungen der Energiewende
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Netzausbau und intelligente Technologien der Schlüssel zum Erfolg3
Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber4 Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber4
Die drei Dimensionen der Energiewende
� wenig Last
� hohe EEG-Erzeugung � Abschaltungen
� mittlere Last
� hohe EEG-Erzeugung
� starker Netzausbau notwendig
� hohe Kosten für Netzausbau und EEG-Bearbeitung
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� starker Netzausbau notwendig
� hohe Kosten für Netzausbau und EEG-Bearbeitung
� hohe Last � Abschaltung
� niedrige EEG-Erzeugung
� geringer Netzausbau notwendig
� geringe Kosten für Netzausbau und EEG-Bearbeitung
Installierte EEG-Leistung 2011 in Deutschland: 65 GW
Übertragungsnetz 2 GW
Regionale Verteilnetze sind der Träger der Energiewende: 97% der EEG-Leistung in regionalen Verteilnetzen
(Quelle: Positionspapier dena-Verteilnetzstudie, 11.07.2012)
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Verteilnetz 63 GW
Entwicklung des EEG-Anteils am Letztverbraucherabsatz in Prozent*
*tatsächlich messtechnisch ermittelter EEG-Anteil auf Basis gemessener Abnahme und gemessener Erzeugung im Netzgebiet MITNETZ STROM
Bei MITNETZ STROM ist die Energiewende gelebte Praxis
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* ZielewerteEnergiekonzept der Bundesregierung
in Betrieb geplant
>50 MW
10..50 MW
<10 MW
Trend zu Großsolaranlagen ist Besonderheit im Netzgebiet der MITNETZ STROM
Solarpark Senftenberg Meuro + Senftenberg 1-3Leistung: 150 MWp
(Foto: LMBV, Luftbilder vom 12.07.2011)
Solarpark Finsterwalde 1Leistung: 38,7 MWp
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Größe und Anzahl der Windkraftanlagen nimmt deutlich zu
Cottbus
Leipzig
Halle
ChemnitzOsterfeld
198,0 m207,5 m
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Windpark Osterfeld mit drei Enercon E-126-Anlagen
Nennleistung 6.000 kW
große WKA (BJ 2005)
99,5 m
Berliner Fernsehturm
Völkerschlachtdenkmal kleine WKA (BJ 2000)
99,5 m
Die Einspeiseleistung aus EEG bei MITNETZ STROM wird 2022 fast die 12.000 MW Marke erreichen
8.000
10.000
12.000
14.000
Inst
. Lei
stu
ng
in
MW
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0
2.000
4.000
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Inst
. Lei
stu
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in
MW
Minimallast bei ca. 1.300 MW
Maximallast bei ca. 3.800 MW
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Stand, Perspektiven und Herausforderungen der Energiewende
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Netzausbau und intelligente Technologien der Schlüssel zum Erfolg3
Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber4 Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber4
LastflussszenarioJahr 2020, sonniger + windiger Sonntag (13.00 Uhr)
Zur Integration der erneuerbaren Energien besteht in allen Spannungsebenen Handlungsbedarf
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Netzausbau ist die Basis für die Integration erneuerbarer EnergienIm Verteilnetz ist der größte Netzausbau notwendig
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Intelligente Netze können den Netzausbau nicht ersetzen – aber unterstützen.
50 % Durchdringungsgrad
Netzausbauprogramm:Erweiterung der Aufnahmefähigkeit der Umspannebene HS/MS
� Beschaffung/Wechsel von Transformatoren
� Erweiterung von Umspannwerken um einen weiteren 110-kV/MS-Transformator
� Wechsel/Umbau Mittelspannungsanlage� Wechsel/Umbau Mittelspannungsanlage
� Spannungsumstellungen 15 kV → 20 kV
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Netzausbauprogramm:sekundärtechnische Maßnahmen
� Nachrüstung „SDL-Schränke“ zur Nutzung der SDL-Fähigkeit
von Einspeisern an der MS-Sammelschiene und Aufbau einer
Mitnahmeschaltung zur Nutzung des zweiten Transformators
> 2011: 25 Umspannwerke
> 2012: 13 Umspannwerke
> 2013 ff: Fortsetzung des Programmes, Umfang wird nach Notwendigkeit entscheidenNotwendigkeit entscheiden
� Nachrüstung von Messwerterfassung P/Q in der
Mittelspannungsschaltanlage zur besseren Überwachung der
Lastflusssituation und Erhöhung der Datenqualität für die
Anschlussbewertung
> 2011/2012: 12 Umspannwerke
> 2013ff: nach Notwendigkeit
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Netzausbauprogramm: notwendige Erweiterung Netzleitsystem (1)
� Aufbau Blindleistungssteuerung
> Überwachung des Spannungsniveaus im HS-Netz
> Regelung der Blindleistungsbilanz zum HöS-Netz (Optimal-Power-Flow)
> aktiver Zugriff auf Blindleistungstellvermögen der Einspeiser
� Erweiterung Netzsicherheitsmanagement
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> Ressourcenerweiterung, weil Anzahl überwachter Netzengpässe zunimmt
> Einbeziehung unterlagerter Netzbetreiber und schaltbarer Lasten (Demand-Side-Management)
> Erweiterung der Netzsicherheitsrechnung um Ausfallvarianten basierend auf Einspeise- und Lastprognosen
> Aufbau einer technisch, wirtschaftlich und organisatorisch abgestimmten Wirkungskette
Netzausbauprogramm: notwendige Erweiterung Netzleitsystem (2)
� Smart Grid
> Aufbau eines Konzeptes zur Aufnahme, Auswertung und Weiterverarbeitung aller „smart grid“-Daten
� Umsetzung Kaskadierung
> Aufbau einer technisch, wirtschaftlich und organisatorisch abgestimmten Wirkungskette
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Wirkungskette
Netzausbauprogramm: Räumliche Einordnung der vorgestellten Netzausbaumaßnahmen im HS-Netz
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Legende:
Netzausbau HS-Netz
Umspannung HS/MS
Umspannung HöS/HS
UW-Sekundärtechnik
Netzleittechnik
EEG-Netzanschlüsse
Netzausbauprogramm: Weitere Folgemaßnahme im HS-Netz
� Sekundärtechnische Ertüchtigung
> Anpassung der sekundärtechnische Ausstattung in Folge der Erweiterungsmaßnahmen zum Anschluss Erneuerbarer Energien
verschiedene Umspannwerke, in den FolgejahrenBeispiel UW Weißenfels
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� Telekommunikationstechnische Erschließung
> Einbindung von Einspeiseanlagen in das Telekommunikationsnetz zur Datenübertragung und möglichen Steuerung
Netzausbauprogramm: Maßnahmen im Mittel- und Niederspannungsnetz
� Verkabelung von MS- und NS-Freileitungen
� Errichtung von zusätzlichen Netzstationen bzw. Leistungserhöhung durch Trafotausch
� Einsatz von regelbaren Ortsnetztransformatoren (RONT) ->Pilotphase
� Optimierung des MS-Netzes für Einspeiser durch Trennstellenverlagerung
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� Optimierung des MS-Netzes für Einspeiser durch Trennstellenverlagerung
� Spannungsumstellung
� Spannungsbandabsenkung
� Weitbereichsregelung -> Pilotphase ab 2013
� Umbindung von großen Erzeugungsanlagen im MS-Netz zur Schaffung weiterer Einspeisepotentiale im vorhanden Netz
� Spannungsregler im NS-Netz (Magtech, Walcher) -> Pilotphase
Forschung und Hochschulkooperationen – der Schlüssel zu neuen innovativen Ideen
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Hochtemperatur-leiterseile (HTLS)
ASTROSE
Erhöhung des höchsten Normaltemperaturbereiches von 80°C auf Temperaturbereiche bis ~ 150°C zur Erhöhung der Leitungskapazität
Nutzung der Wettereinflüsse (Kühlung) mit Ziel höherer Auslastung. Direkte Messung von Temperatur und Durchhang über intelligente Sensoren
Einsatztest neuer Komponenten für Messung, Regelung und
Wir bringen die Entwicklung neuer intelligenter Technologien voran
FeldstudieIntelligentes Nieder-spannungsnetz
Einsatztest neuer Komponenten für Messung, Regelung und Speicherung- Sammlung von Betriebserfahrung
RegelbareOrtsnetz-trafos
Stufenlose Spannungsanpassung niederspannungsseitig unter Last bei Einhaltung der gewohnten Betriebseigenschaften
VerknüpfungAnschlussobjekteIS/U und GIS
Nutzung von Smart-Meter-Daten zur Netzplanung im GIS; wissenschaftliche Begleitung zur Analyse des hinreichenden Durchdringungsgrads mit intelligenter Zähltechnik
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Speicherung elektrischer Energie kann unterstützen –wird das Problem allein aber nicht lösen
Speicherkapazität Pumpspeicherwerk Goldisthal = max. 8,5 GWhUm den Energiebedarf einer Woche von Deutschland speichern zu Deutschland speichern zu können, bedarf es ca. 1.400 x Goldisthal
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Einsatz weiterer Spitzenlast-KW
> Bau Gas-KW
Zur Integration fluktuierender Erzeugung sind alle Optionen zu bewerten
Nutzung großer Energiespeicher
> Speicherbau
Vol
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Die Lösung ist eine Kombination aus
mehreren Maßnahmen
Import/Export elektr. Leistung
> Leitungsbau
Steuerung Verbrauch und Einspeisung
> IKT
Vol
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Bew
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Netzaus-bau
Speicher,IKT
Gas-KW
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Agenda
Vorstellung MITNETZ STROM
Stand, Perspektiven und Herausforderungen der Energiewende
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Netzausbau und intelligente Technologien der Schlüssel zum Erfolg3
Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber4 Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber4
Unterschiedliche Lastsituationen sind zu beherrschen
Tag mit hohem EE-Anteil, überwiegend Wind- Lastflussumkehr, Rückspeisung ins Übertragungsnetz -
Tag mit geringem EE-Anteil- Bezug aus dem Übertragungsnetz -
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06. Oktober 201208. Oktober 2012
Stromnetze gehen immer häufiger auf Alarmstufe „gelb“
Blackout-Gefahr
� Teil- oder Totalausfall� Wiederaufbau der
Stromversorgung
Netzstabilität ist gefährdet
� Stress- bzw. Störbetrieb 50
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NSM- und SSM-Eingriffe bei MITNETZ STROM
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NSM- und SSM-Eingriffe bei MITNETZ STROM
Stand August 2012
� Warnung vor wachsenden Versorgungsengpässen in den Wintermonaten
� Bedarf für Kaltreserve bei 2.000 MW� immer mehr Stilllegungen von Kraftwerken
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� Stress- bzw. Störbetrieb� Zur Regelung kritischer Situation:
ÜNB´s leiten SSM-Maßnahmen ein, zusätzliche Aufrufe an VNB‘s zu NSM-Maßnahmen
� Nutzung von Regelenergie
Netzstabilität ist gewährleistet
� Erzeugung und Verbrauch sind auf gleichem Niveau
� Normalbetrieb
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SSM
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SSM
NSM
Neue Formen der Zusammenarbeit aller Netzbetreiber und Kunden notwendig
ÜNBs380-kV/220-kV-Netz
heute zentral
VNBs
morgen dezentral
ÜNBs380-kV/220-kV-
Netz
VNBs
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VNBs110-kV/MS/NS-
Netz
StadtwerkeMS/NS-Netz
VNBs110-kV/MS/NS-Netz
StadtwerkeMS/NS-Netz
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