View
8
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Von der Turnschuhschnittstelle
zum Prozess –
Die Zusammenarbeit zwischen den Netzbetreibern
11.12.2017 Smart Grids – aus der Werkstatt in die Fläche
Peter Breuning
Peter Breuning
Abteilungsleiter Netzleittechnik/Technischer Service Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH
Dozent Hochschule Heilbronn
Sprecher IDS Anwenderforum
Mitglied Arbeitsgruppe FNN
(TAR Kraftwerke, HS-Netz)
Leiter Arbeitsgruppe Netze Smart Grid Plattform BaWü
Leiter TP 6 Netze C/sells
12.12.2017 www.stadtwerke-hall.de 2
12.12.2017 3www.stadtwerke-hall.de
Agenda
Verbundleitwarte und Kaskadenregelung
Vorstellung Stadtwerke Schwäbisch-Hall
Von neuen Anforderungen zu operativen Prozessen
Kaskade
StadtwerkeSchwäbisch Hall
GmbH
- ca. 500 Mitarbeiter, davon19 Auszubildende
- 261 Mio. € Umsatz
Stromversorgung383 Mio. kWh/a Netz
1.085 Mio. kWh/a Handel
Erdgasversorgung665 Mio. kWh/a Netz
4.502 Mio. kWh/a Handel
Wasserversorgung2,8 Mio. m³/a13 % Eigenwassergewinnung4 Quellwasseranlagen
Fernwärmeversorgung148 Mio. kWh/a
Freizeitbad Schenkensee448.000 Besucher/aHallen- und Freibad, Sauna
Stellplätze)
Parkierung6 Parkhäuser (1.790 Stellplätze) 4 Parkplätze (742 Stellplätze)
Energiedienstleistungen
ContractingSHERPA-XZählerfernauslesung und EDMProzessführung von technischenAnlagen
Energieerzeugung
48 BHKW-Module1 GuD-Kraftwerk8 Biomasse-KWK-Anlagen3 Holzheizwerke6 Wasserkraftwerke7 Windkraftanlagen
Erneuerbare Energien
Fotovoltaik: 59,7 MW Wasserkraft: 2,5 MW Windkraft: 45,8 MWBiomasse: 78,0 MWKWK-Anlagen: 36,0 MW
Facility-Management224 Stationen18.900 Datenpunkte
Unternehmensvorstellung
412.12.2017 www.stadtwerke-hall.de
Stand 2016
Beteiligungsstruktur
Stadt Schwäbisch Hall
Energie-Rhein-Sieg GmbH
Energieversorgung Ottobrunn GmbH
SHB Schwäbisch Haller Beteiligungsgesellschaft mbH
Haller Energiebeteiligungen GmbH
Stadtwerke Sindelfingen GmbH
29,90%
EMW Energieversorgung Mainhardt Wüstenrot GmbH & Co. KG 47,60%
KommunalPartnerBeteiligungsgesellschaft mbH & Co. KG 16,67%
Stadtwerke Olching GmbH
49,00%
EMW Energieversorgung Mainhardt Wüstenrot-Verwaltungs GmbH 47,60%
Ahrtal-Werke GmbH
49,00%
EVM Energieversorgung Michelfeld GmbH
47,60%100,00%
100,00%
100,00%
Stand:Juli 2017
Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH
Versorgung
100,00%
9,67% 90,33%
49,00%
BeteiligungsstrukturStadt Schwäbisch Hall
Bel Solar S.r.l.
Solar Invest AGBiogasanlage Reber GmbH & Co. KG
40,00%
Biogasanlage Reber Verwaltungsgesellschaft mbH
40,00%
Windpark Kohlenstraße GmbH & Co. KG
51,00%
Windpark Kohlenstraße Verwaltungs GmbH
100,00%
56,93%
100,00%
WS Power Plant CavarzereS.r.l.
100,00%
IPER Italian Padua EnergyRoof S.r.l.
100,00%
Solarkraftwerk Borna GmbH
100,00%
Windpark Tomerdingen-Bermaringen GmbH
100,00%
Windpark Köthen GmbH & Co. KG
6,10%
Trianel OnshoreWindkraftwerke GmbH & Co. KG 5,49%
Trianel Gaskraftwerk Hamm GmbH & Co. KG
1,87%
Energiezentrum Hohenlohe-Franken GmbH (i. L.)
100,00%
Stand:Juli 2017
Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH
Energieerzeugung
SHB Schwäbisch Haller Beteiligungsgesellschaft mbH100,00%
9,67% 90,33%
WEBW Windkraftanlagen Creglingen GmbH & Co. KG
51,00%
Windpark Beppener Bruch V GmbH und Co. KG 30,00%
Haller Windenergie Beteiligungen GmbH
Windpark Rote Steige GmbH & Co.KG
100,00%
100,00%
Windpark Tegelberg-Donzdorf GmbH
100,00%
Beteiligungsstruktur
Stadt Schwäbisch Hall
SHB Schwäbisch Haller Beteiligungsgesellschaft mbH
Trianel GmbH
SHERPA GmbH (Österreich)
Solbad Schwäbisch Hall GmbH
60,00%
SBE Sustainable BioEnergyHolding GmbH
100,00%
Südwestdeutsche Stromhandels GmbH
1,28%
0,26%
KWA Contracting AG
31,33%
EnergiePartner Süd GmbH
16,67%
HKS Systeme GmbH
49,90%
Somentec Software GmbH
84,00%
Grundstücksgesellschaft Solarfabrik - GSF - GbR
50,00%100,00%
Stand:Juli 2017
Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH
Handel, Vertrieb, Dienstleistungen
100,00%
9,67% 90,33%
RSE Rheinisch-Schwäbische Energie GmbH 50,00%
Dienstleistungsnehmer der Abteilung Netzleittechnik
12.12.2017 www.stadtwerke-hall.de 8
12.12.2017 9www.stadtwerke-hall.de
Server 1 Server 2
Funktions-
rechner/
Server 3Funkrund-
steuerungCLS
PMSEO-
OptimierungMMI 1-n
Front-End
1-n
Heidenheim
TRA FRS
Sindelfingen Eutin
Neustadt iH.
Vereinigte Stadtwerke
(Mölln, Ratzeburg, Bad Oldesloe)
WAN MDEX
Arbeits-
platz
1-n
Standort-
Leitrechner
Arbeits-
platz
1-n
Standort-
Leitrechner
Arbeits-
platz
1-n
Standort-
Leitrechner
Arbeits-
platz
1-n
Standort-
Leitrechner
Arbeits-
platz
1-n
Standort-
Leitrechner
Infrastruktur Verbundleitwarte Schwäbisch HallAbsicherung der
Funktionen durch
redundante Leitstellen
Aufgaben können von
Partnern übernommen
werden,
„krisensicheres Konzept“
RTU HDH RTU Sifi RTU VSN RTU Eutin
RTU Neustadt iH.
Oldenburg iH.
RTU Oldenburg iH.
Gandhigram
RTU Gandhigram
Querverbundleitwarte der Stadtwerke Schwäbisch Hall
6 n
12.12.2017 www.stadtwerke-hall.de 10
Änderung der Energieerzeugung- und Verteilung
11 I
Region mit vielen Menschen
Kernkraftwerke
Kohlekraftwerke
Windkraft
PV- Einspeisungen (Schwerpunkte)
12.12.2017 12www.stadtwerke-hall.de
TSO und DSO in Deutschland
Anbindung an VNB Ebene 1 – in BaWü SL Esslingen
Das Ende der Turnschuhschnittstelle*
13
Übertragungs-netzbetreiberTransnetBW • TenneT
StadtwerkeSchwäbisch Hall
Ebene 1z.B. SL Esslingen
gesicherte Verbindung
Verteilnetz-betreiber
Verteilnetz-betreiberNord
Ebene 1
Verbund-leitwarteVerteilnetz-
betreiberWest
Ebene 1
Verteilnetz-betreiberSüd
Ebene 1
Prognose aus Wetterund Verbrauch
* in Planung
*
*
*
Anmerkung :SHA ist das erste Stadtwerk VNB Ebene 2in Deutschland mit dieser Anbindung
12.12.2017 www.stadtwerke-hall.de 13
12.12.2017 14www.stadtwerke-hall.de
Vernetzung in Deutschland
TransnetBW TenneT
50Hertz
Amprion
Verteilnetz-betreiber
TASE 2
Ebene 1Netze BWSL Esslingen
104
104 101
RTU Verbund SHAHDH,SIFI, Mühlacker, Bretten,….
Verbund-leitwarte
Front-EndSHA
104
104 101
weitere Stadtwerke
Leitwarte
TASE 2
3x NEA
3x NEA
NEA
KWK 2x KWK
2x KWK
Installierte Leistung: 156,1MW Netzabgabe: 70 MW (max.)
NEA
NEA
NEAKWK
KWK
KWK
KWK KWK
Biomasse
Biomasse
Biomasse
Biomasse
BHKW: 21,0 MW
Notstromaggregate: 7,9 MW
Wind: 45,8 MW
Fotovoltaik: 59,7 MW
Biomasse/Biogas: 19,2 MW
Netz Schwäbisch Hall
1512.12.2017 www.stadtwerke-hall.de
Wasserkraft: 2,5 MW
12.12.2017 16www.stadtwerke-hall.de
Aufstellung der Anlagen im Netzgebiet Schwäbisch Hall
Anlagen größer 100 kW Anlagen kleiner 100 kW
Anzahlinstallierte Leistung
[kWp] Anzahlinstallierte Leistung
[kWp]
PV 63 17.123 3.037 42.577
Wasserkraft 7 1.844 15 609
Wind 14 45.800 0 0
KWK 16 31.535 0 0
Biomasse 16 18.959 3 235
Grundsätze und Akteure
ÜNB ist für Systemverantwortung verpflichtet
� Sicherstellung des bilanziellen Gleichgewichts von Last u. Erzeugung
� Jeder Netzbetreiber trägt Verantwortung für die Netzsicherheit
� Zur Umsetzung von Maßnahmen kann eine Kaskade erforderlich sein
Erst sind netzbezogene, dann marktbezogene Maßnahmen durchzuführen
Alle VNB sind verpflichtet, den vorgelagerten Netzbetreiber durch eigene Maßnahmen zu
unterstützen
1712.12.2017 www.stadtwerke-hall.de
Quelle:AR-N-4140
Grundsätze und Akteure
Zwischen den in der Kaskade
verbundenen Netzbetreibern
sind im Vorfeld Daten
auszutauschen u.
Anpassungsmaßnahmen
durchzuführen
1812.12.2017 www.stadtwerke-hall.de
Netze BW
SW Schwäbisch Hall
Grundsätze und Akteure
Falls der ÜNB ein Systembilanzproblem nicht beheben kann, informiert er
die nachgelagerten Netzbetreiber in der Regelzone
Der Grund für das Erfüllungshemmnis ist zu dokumentieren und durch
entsprechende Maßnahmen zu beheben
Maßnahmen zur Leistungsanpassung enthalten:
o Ankündigung (erwarteter Zeitpunkt, Dauer, Art der Maßnahme, …)
o Anforderung (Ausprägung der Gefährdung, konkreter Bedarf der
Leistungsanpassung in MW, Start-/Endzeitpunkt, …)
o Teilfreigabe (Zeitpunkt zur Umsetzung, Leistungswert in MW um den
die vorherigen Anforderungen wieder aufgehoben werden)
o Aufhebung (Endzeitpunkt, deutlicher Vermerk „Aufhebung“)
1912.12.2017 www.stadtwerke-hall.de
Grundsätze und Akteure mit Rollen (neue Prozesse)
2012.12.2017 www.stadtwerke-hall.de
-10 MW
-40 MW
Quelle:AR-N-4140
Grundsätze und Akteure
2112.12.2017 www.stadtwerke-hall.de
12:00 Uhr Anforderung: 10 MW Abschalten14:00 Uhr Anforderung: 4 MW Zusätzlich abschalten15:00 Uhr Teilfreigabe: 4,5 MW wieder zuschalten16:00 Uhr Aufhebung: alle Maßnahmen aufheben
-10 MW
-4 MW
-4,5 MW
alle Maßnahmen
aufheben
Alle Schritte müssen unabhängig von zwischenzeitlicher Entwicklung umgesetzt werden Quelle:AR-N-4140
Zeitrahmen Kaskade (VDE-AR-N 4140)
TransnetBW
NetzeBW
SW Schwäbisch Hall
2212.12.2017 www.stadtwerke-hall.de
Die BDEW Kaskade nach VDE 4140 gibt eine Gesamtkaskadenzeit von 18 Minuten für drei Netzbetreiber vor, d.h. jeder der drei Netzbetreiber hat eine Umsetzungszeit von 6 Minuten. Die Vorbereitungszeit des auslösenden Netzbetreibers wird nicht in die Gesamtkaskadenzeit eingerechnet. Erfolgt die Umsetzung des auslösenden Netzbetreibers beginnt parallel die Vorbereitungszeit des Netzbetreibers 2 (Nachgelagerter Netzbetreiber). Jeder Netzbetreiber hat 12 Minuten Zeit zur Vorbereitung und Umsetzung der geforderten Maßnahmen.
Quelle:AR-N-4140
Umsetzung Kaskade EnWG §13(2) EnWG bis 2017
Netze BW
SH Netz AG
Bayernwerk
Anruf
Robotor
SW SHA
Turnschuhschnittstelle
Mog net
koa net
derf net
Übung VNB Ebene 2
VNB Ebene 2
12.12.2017 www.stadtwerke-hall.de 23
Knopf
6MW
3MW
1MW
12.12.2017 www.stadtwerke-hall.de 24
Prozessbeispiel – Einsenkung 10 MW Netzknoten Schwäbisch Hall
§13(2) EnWG
Übertragungs-netzbetreiberTransnetBW
StadtwerkeSchwäbisch Hall
Ebene 1SL Esslingen
Aufforderung zuMaßnahmen
PR = Prozessrechner
Verteilnetz-betreiber
PRNetzführung
Info SHAEE/KWK Ist*1EE/KWK R*2
*1: Prognosewert*2: Regelbar
PRFlex Markt §13(1) EnWG
N.N.
PRPrognosealle EE/KWK
ZSW
PRNetzführung
IDS
PRGrid Stabilität
IDS
PRAnlagenauswahl
IDS
Schritt 1: VNB Ebene 1 fordert Stadtwerke SHA zur Einsenkung auf (10MW)Schritt 2: PR Prognose berechnet die Einspeiseleistung der Anlagen größer 100kW für die nächsten 24 Stunden aSchritt 3: PR Anlagenauswahl sucht diskriminierungsfrei Anlagen aus, die abgeschaltet werden könnenSchritt 4: PR Grid Stabilität berechnet die Auswirkung des Netzeingriffs und gibt die Maßnahme frei oder sperrt diese, ggf. wird der Prozess erneut angestoßenSchritt 5: Dispatcher prüft die Maßnahme und gibt den Prozess frei
Normalbetrieb
Gefährdeter Betrieb §13(1) EnWG
Gefahr §13(2) EnWG
Netzwiederaufbau
Blackout
Sonstiges
MMI
Netzknoten SHA
1
23
4 5
12.12.2017 www.stadtwerke-hall.de 25
Umsetzung §13(2) EnWG VAR Lieferung + Blockade Umspanner
StadtwerkeSchwäbisch Hall
MMI
Übertragungs-netzbetreiberTransnetBW
Ebene 1SL Esslingen
Aufforderung zuMaßnahmen ;VAR NVP §13(2) EnWG
Verteilnetz-betreiber
Info SHAEE/KWK Ist*1EE/KWK R*2
MMI
*1: Prognosewert*2: RegelbarLS: Leistungsschalter
U 100 kV<<
Lieferung VAR Kraftwerke + Speicher
Blockade Umspanner (HS/MS)
Normalbetrieb
Gefährdeter Betrieb §13(1) EnWG
Gefahr §13(2) EnWG
Netzwiederaufbau
Blackout
Sonstiges
MS
HSNVP 3NVP 1 NVP 2
LS
PRFlex Markt§13(1) EnWG
N.N.
PRPrognosealle EE KWK
ZSW
PRNetzführung
IDS
PRGrid Stabilität
IDS
PRAnlagenauswahl
IDS
Schritt 1: VNB Ebene 1 fordert Stadtwerke SHA auf Blindleistung zu liefern am NetzverknüpfungspunktSchritt 2: PR Anlagenauswahl zeigt, welche Anlagen Blindleistung liefern können
Schritt 3: PR Grid Stabilität simuliert den Eingriff im NetzSchritt 4: Dispatcher blockiert die Umspanner (HS/MS) und alle RONTSchritt 5: Dispatcher gibt die Auswahl frei �Kraftwerke liefern Blindleistung an NVP, Spannung steigt
1
2
3 45
12.12.2017 www.stadtwerke-hall.de 26
Umsetzung §13(2) EnWG Rollierende Abschaltung
StadtwerkeSchwäbisch Hall
MMI
Übertragungs-netzbetreiberTransnetBW
Ebene 1SL Esslingen
Aufforderung zuMaßnahmen ;Rollierende Abschaltung
Verteilnetz-betreiber
Info SHAEE/KWK Ist*1EE/KWK R*2
MMI
*1: Prognosewert*2: RegelbarLS: LeistungsschalterPR: Prozessrechner
Normalbetrieb
Gefährdeter Betrieb §13(1) EnWG
Gefahr §13(2) EnWG
Netzwiederaufbau
Blackout
Sonstiges
HS
Ebene 1
NVP 1 NVP 2 NVP 3
MS
LS
PRFlex Markt §13(1) EnWG
N.N.
PRPrognosealle EE/KWK
ZSW
PRNetzführung
IDS
PRGrid Stabilität
IDS
PRAnlagenauswahl
IDS
Schritt 1: VNB Ebene 1 fordert Stadtwerke SHA zur Abschaltung von Lasten aufSchritt 2: Es muss eine Lastreduzierung im Netz vorgenommen werden, dabei werden Verbraucher vom Netz genommen (sensible Verbraucher werden nicht abgeschaltet)Schritt 3: PR Grid Stabilität simuliert den Eingriff im NetzSchritt 4: Dispatcher gibt die Auswahl frei und es werden Verbraucher vom Netz genommen durch Schaltmaßnahmen (Leistungsschalter), gleicher Prozess wie bei AfE (Automatischer Frequenz Entlastung/Blockade bzw. Freigabe der Relais)
1
2
3 4
Neue Funktionen in Netzführungssystem Schwäbisch Hall
Prognoseampel (PA)Anzeige nur bei notwendigem Eingriff
Prognose für:11:00 Uhr
XXX kW
Ist-Ampel (IA)
Ist-Wert
Prognosewert
Differenz
Normalbetrieb
Gefährdeter Betrieb §13(1) EnWG
Gefahr §13(2) EnWG
Netzwiederaufbau
Blackout
Sonstiges
XXX kW
XXX kW
XXX kW
12.12.2017 www.stadtwerke-hall.de 27
Die Prognoseampel weist den Dispatcher auf Überlastung von Leitungsabschnitten mit Uhrzeit und Lastflussrichtung hin.Die Ist-Ampel wird bei allen Abgängen mit Leistungsschaltern und Ortsnetzstationen eingebaut und zeigt Überlastung bzw. Meldungen wie Schalterfall etc. an.Die Ampel mit Netzwiederaufbau, Blackout etc. ist pro Netzknoten eingesetzt (UW Schwäbisch Hall, UW Westheim).
12.12.2017 28www.stadtwerke-hall.de
Abschaltung UW Westheim 110 kV/ Reduzierte Einspeisung über Netz
Einspeisung 17 MW Wind 7:10 Uhr
Einspeisung 17 MW Wind + 6,5 MW PV 11:45 Uhr
12.12.2017 29www.stadtwerke-hall.de
Die neuen Funktionen
Hinweise auf Ampel – Istampel wird immer angezeigt, Prognoseampel
normalerweise nicht sichtbar
Ansteuerung Istampel: Erdschluss, Kurzschluss, ...
Ansteuerung Prognoseampel – wichtiger Hinweis auf Überlastung von
Leitungen und Systemen, auch bei z.B. bei Nichteinhaltung von
Kurzschlussfestigkeit von Anlagen (VSN, Netz Bad Oldesloe)
der zuständige Dispatcher kann reagieren und ggf. toplogische
Maßnahmen einleiten (Netzumschaltungen)
12.12.2017 30www.stadtwerke-hall.de
Ausschnitt MS-Netz VSN– Lastflussberechnung/Einspeisung Kraftwerke
12.12.2017 31www.stadtwerke-hall.de
Ampelfunktionen im High Leit XW
für das Netz SHA ~ 1600 Ampeln
in Summe rund 14.000 Ampeln
Fertigstellung für alle MS-Netze 31.12.2017
alle Netzknoten mit Leistungsschalter und alle Trafostationen
12.12.2017 www.stadtwerke-hall.de 32
Umsetzung §13(1) EnWG
StadtwerkeSchwäbisch Hall
Ebene 1
MMI
Übertragungs-netzbetreiberTransnetBW
Ebene 1SL Esslingen
Aufforderung zuMaßnahmen
Verteilnetz-betreiber
Info SHAEE/KWK Ist*1EE/KWK R*2
Kraftwerke + Speicher(2)
MMI
NVP 1 NVP 2 NVP 3
MS
LS
HS *1: Prognosewert*2: RegelbarLS: Leistungsschalter
PRFlex Markt §13(1) EnWG
N.N.
PRPrognosealle EE/KWK
ZSW
PRNetzführung
IDS
PRGrid Stability
IDS
PRAnlagenauswahl
IDS
Normalbetrieb
Gefährdeter Betrieb §13(1) EnWG
Gefahr §13(2) EnWG
Netzwiederaufbau
Blackout
Sonstiges
Bei §13(1) EnWG gelten die Randbedingungen „Schmerzen“ des Netzbetreibers wegen Sperrung z.B. Ladesäule gegen Kosten für den Netzausbau im MS-Netz oder NS-Netz (Flexibilitätsplattform in Planung)
12.12.2017 33www.stadtwerke-hall.de
Operative Umsetzung § 13(1) EnWG
Plattform, Gebote für Kraftwerke und Speicher
Netzbetreiber kann bieten
Randbedingungen sind Netzausbau/Neubau ~ 100 € /m
alle Kraftwerke und Speicher werden über Aggregatoren
zusammengefasst und geboten, auch Rooftop PV + Speicher EFH
derzeit Diskussionen ob eine oder mehrere Plattformen
12.12.2017 www.stadtwerke-hall.de 34
Operative Umsetzung §13(1) EnWG
Navigation via APP
Supercharger
Ortsnetzstation
Private Ladestation
PR (1)Flex Markt $13(1) EnWG
Ladeleistung via APP
Info über Netzeingriff z.B.§13(1)//§13(2) EnGW via APP
Kraftwerke + Speicher(2)
1-Prozessrechner Flex -Markt2- mit NVP
Kosten Netzbau/Ausbau
Europa darf nicht „SCHWARZ“ werden -neue Konzepte im Rahmen von c/sellsAnmerkung: lieber 100.000 € sinnvoll in Köpfe investieren als….
3512.12.2017 www.stadtwerke-hall.de
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Weitere Informationen finden Sie im Internet unter www.stadtwerke-hall.de.
Kontaktdaten
Tel.:
Fax:
Peter BreuningAL Netzleittechnik
0791 401-300
-
breuning@stadtwerke-hall.de
12.12.2017 www.stadtwerke-hall.de 36
Recommended