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Energie kompetent vernetzen
enera – Der nächste große Schritt der
Energiewende
Energietag 5.0, Wilhelmshaven
Tim Lüken
• Was sind die Treiber der Energiewende in Deutschland?
• Wo liegen die aktuellen Herausforderungen der Energieversorgung?
• Wo liegen die Konsequenzen für das Verteilnetz?
• Wie ist enera aus dem Förderprogramm SINTEG entstanden?
• Was sind die Themenschwerpunkte von enera?
• Was sind die wesentlichen Aufgaben von EWE NETZ in enera?
• Wer sind die Partner in enera?
• Wie sieht der Zeitplan von EWE NETZ in enera aus?
• Was ist der Smart Grid Operator?
Leitfragen zur Information
31.08.2017 | Energietag 5.0 | Tim Lüken (EWE NETZ)
Treiber der Energiewende in Deutschland
Politische Entscheidungen Erderwärmung
reduzieren Reduktion von CO2
Ausbau Erneuerbare
Energien
• Ausstieg Atomkraft
• Digitalisierung der
Energiewende
• 20-20-20 Ziele
• Erneuerbaren
Energien Gesetz
• Europäische
Klimaziele
• Dekarbonisierung
• Umstieg auf
Elektromobilität
• Klima-
schutzplan
2050
31.08.2017 | Energietag 5.0 | Tim Lüken (EWE NETZ)
Der Auftrag an das Energieversorgungssystem hat sich geändert!
Die Herausforderungen der Elektrizitätsversorgung
Kraftwerkslandschaft * < 1000
zentrale Anlagen > 1.500.000
dezentrale Anlagen
Haushalte Standardlastprofil „Prosumer“
Leistungsflüsse Top Down Top Down & Bottom Up
Transparenz < 10.000 Netzpunkte > 500.000 Ortsnetzstationen
Systemverhalten planbar / statisch volatil / dynamisch
Physikalische Rahmenbedingungen
Spannung / Strom / Frequenz Spannung / Strom / Frequenz
Vergangenheit Gegenwart & Zukunft
* Kraftwerksliste - Bundesnetzagentur
31.08.2017 | Energietag 5.0 | Tim Lüken (EWE NETZ)
Auslastungsgrenzen im Verteilnetz durch EE-Anlagen
• Einbahnstraße vom Erzeuger zum Verbraucher
• Die Erzeugung orientiert sich an der Last
• Die Last bestimmt die Dimensionierung des Netzes
• Zunehmend bidirektionaler Lastfluss
• Erzeugung ist zunehmend witterungsabhängig
• Erzeugung bestimmt die Dimensionierung des Netzes
Ge
ste
rn
Mo
rge
n
Jahreshöchstlast ausgewählter Transformatoren
Das Netz wird immer stärker ausgelastet.
Verteilnetzbetreiber stehen unter Handlungsdruck.
31.08.2017 | Energietag 5.0 | Tim Lüken (EWE NETZ)
EisMan Einsätze - Nutzung von Marktmechanismen? -
0100200300400500600700800900
10001100120013001400150016001700
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Anforderung aus vorgelagerten Netzen
Anforderung aus dem Netz von EWE NETZ
2016: 566 Eingriffe
2017*: 535 Eingriffe *Stand 01.06.2017
31.08.2017 | Energietag 5.0 | Tim Lüken (EWE NETZ)
Projektrahmen:
• Förderprogramm: Schaufenster Intelligente Energie
• Projektlaufzeit: 01.01.2017 – 31.12.2020
• Projektvolumen: 170 Mio. Euro mit einem Beitrag von 120 Mio. Euro aus Industrie und Wirtschaft
Projektbeteiligte:
• > 75 Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft & Politik,
davon 32 Konsortialpartner
Inhaltlicher Fokus:
• Zusammenspiel von Smart Grid, Smart Market und Smart Data
Eckdaten Projekt enera
www.energie-vernetzen.de
Die Modellregion: • LK Aurich, Friesland & Wittmund
• Stadt Lingen
• 2.665 km² Fläche
• 390.000 Einwohner
• 200.000 Haushalte
• 2 GW installierte Leistung EE
• 1,5 GW installierte Leistung Wind
• 230 % bilanzielle EE-Erzeugung
31.08.2017 | Energietag 5.0 | Tim Lüken (EWE NETZ)
Die 75 Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft und
Politik in enera
31.08.2017 | Energietag 5.0 | Tim Lüken (EWE NETZ)
Konsortialpartner
Assoziierte Partner Niedersächsisches Ministerium
für Umwelt, Energie und
Klimaschutz
Niedersächsisches Ministerium
für Wirtschaft, Arbeit und
Verkehr
Landkreis Friesland
Landkreis Wittmund
Stadt Aurich
Gemeinde Bockhorn
Samtgemeinde Brookmerland
Gemeinde Dornum
Stadt Emden
Samtgemeinde Esens
Gemeinde Friedeburg
Gemeinde Großefehn
Gemeinde Großheide
Samtgemeinde Hage
Gemeinde Hinte
Samtgemeinde Holtriem
Gemeinde Ihlow
Stadt Jever
Gemeinde Krummhörn
Stadt Norden
Gemeinde Sande
Stadt Schortens
Gemeinde Südbrookmerland
Stadt Varel
Gemeinde Wangerland
Stadt Wiesmoor
Stadt Wittmund
Gemeinde Zetel Stadt Lingen
Das Zusammenspiel von Netz, Markt und Daten in enera
31.08.2017 | Energietag 5.0 | Tim Lüken (EWE NETZ)
Investitionsfelder der EWE NETZ in enera
Intelligente Messsysteme
Intelligente
Netzführungskonzepte
Intelligente
Netzbetriebsmittel
Nutzen von Flexibilitäten
Weiterbildung &
Qualifizierung
Entwicklung neuer
Geschäftsmodelle
31.08.2017 | Energietag 5.0 | Tim Lüken (EWE NETZ)
Installation
2017 2018
Grober Zeitplan zur Umsetzung der enera Projektidee
2020 2019
Evaluation Demonstration Konzeption
MS 1: Netzstudie zur Auswahl der Feldtestgebiete
09.2017
MS 5: Kritische Masse von Netzbetriebsmitteln ausgerollt
12.2018
MS 8 / 9: Handlungs-empfehlungen abgeleitet
Q4.2020
MS 7: Datenbasierte Geschäftsmodelle erprobt
12.2019
MS 6: NLS 2.0 in Betrieb
06.2019
MS 4: Kundenansprache für iMSys erfolgt
MS 3: Anforderungen an Kommunikation und Markt
12.2017
31.08.2017 | Energietag 5.0 | Tim Lüken (EWE NETZ)
In gelber Ampelphase sind regionale Flexibilitäten entscheidend!
* in Anlehnung an die BDEW-Netzampel
Aktuelles Szenario* Zukünftiges Szenario
ÜNB VNB ÜNB VNB
Systemstabilität Netzengpass
BDEW Kaskade AFE Konzept
EISMAN
BDEW Kaskade AFE Konzept
EISMAN
BDEW Kaskade AFE Konzept
Dyn. Spitzenkappung
BDEW Kaskade AFE Konzept
Dyn. Spitzenkappung
Netzengpass - - - - - - Nachfrage von
Flexibilität Nachfrage von
Flexibilität
Regulärer Netzbetrieb Frequenzhaltung Spannungshaltung
Spannungshaltung Frequenzhaltung Spannungshaltung
Spannungshaltung
Zukünftiger Netzbetrieb - Ampellogik als Leitbild -
31.08.2017 | Energietag 5.0 | Tim Lüken (EWE NETZ)
Grüne Ampelphase - regulärer Netzbetrieb -
UW SS 110kV
UW SS 20kV
SA SS 20kV
SA SS 20kV
SA SS 20kV SA SS 20kV
SA SS 20kV
BHKW
UW: UmspannwerkSA: SchaltanlageSS: Sammelschiene
BHKW
DezentralerNetzregler
DV
DV
DV
Messdaten
Sollwerte
• Spannungshaltung durch Blindleistungssteuerung • Steuerung des Blindleistungshaushalts
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DV
DV
DV
Freier Markt
„Marktorientierter Netzbetrieb“
NLS 2.0
SDSP
Netzzustands-prognose
31.08.2017 | Energietag 5.0 | Tim Lüken (EWE NETZ)
Betriebsmess-
technik
Betriebsmess-/
Steuertechnik
Messdaten
Gelbe Ampelphase - vorausschauende Engpassvermeidung -
UW SS 110kV
UW SS 20kV
SA SS 20kV
SA SS 20kV
SA SS 20kV SA SS 20kV
SA SS 20kV
BHKW
UW: UmspannwerkSA: SchaltanlageSS: Sammelschiene
BHKW
DezentralerNetzregler
DV
DV
DV
• Spannungshaltung durch Blindleistungssteuerung • Steuerung des Blindleistungshaushalts
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DV
DV
DV
Netzbetreiber nimmt aktiv am regionalen Markt teil um den
zukünftigen Engpass zu verhindern
„Netzorientiertes Marktverhalten“
NLS 2.0
SDSP
Netzzustands-prognose
Engpass erwartet
31.08.2017 | Energietag 5.0 | Tim Lüken (EWE NETZ)
Messdaten
Messdaten
Sollwerte
Betriebsmess-
technik
Betriebsmess-/
Steuertechnik
Rote Ampelphase - Netzengpassbewältigung -
UW SS 110kV
UW SS 20kV
SA SS 20kV
SA SS 20kV
SA SS 20kV SA SS 20kV
SA SS 20kV
BHKW
UW: UmspannwerkSA: SchaltanlageSS: Sammelschiene
BHKW
DezentralerNetzregler
DV
DV
DV
• Spannungshaltung durch Blindleistungssteuerung • Steuerung des Blindleistungshaushalts
Kein Marktzugriff. DEA werden dynamisch in
Abhängigkeit ihrer Sensitivität abgeregelt
„Sicherstellung der Systemstabilität“
NLS 2.0
SDSP
Netzzustands-prognose
Bestehender Engpass!
+ dyn. Spitzenkappung
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DV
DV
DV
31.08.2017 | Energietag 5.0 | Tim Lüken (EWE NETZ)
Messdaten
Sollwerte
Betriebsmess-
technik
Betriebsmess-/
Steuertechnik
Messdaten
Regionale Flexibilitäten sind entscheidend!
Die Verteilnetzebene muss aktiv zur Entlastung der Übertragungsnetze beitragen.
Regionale Vernetzung von
Erzeugung/ Verbrauch
Weitere Integration
Erneuerbarer Energien
zwingend erforderlich
80% regenerative Energien
im Stromsektor (Ziel 2050)
reichen nicht aus!
31.08.2017 | Energietag 5.0 | Tim Lüken (EWE NETZ)
Dr. Enno Wieben
Energietag 5.0
(2016)