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Studie zur Konventionellen Mindesterzeugung

Auch bei hoher Einspeisung erneuerbarer Energien ins Stromnetz produzieren konventionelle Kraftwerke noch Strom. Das zeigt eine aktuelle Studie des Beratungsunternehmens Consentec im Auftrag der vier Übertragungsnetzbetreiber 50Hertz, Amprion, Tennet und TransnetBW. In Zeiten negativer Börsenpreise sind aktuell rund 25 bis 30 Gigawatt (GW) konventionelle Kraftwerke am Netz. Verantwortlich für diese sogenannte Mindesterzeugung sind ganz unterschiedliche Sachverhalte. Eines ist jedoch aus der Untersuchung klar ersichtlich: Es gibt Potenziale und Maßnahmen, um die Mindesterzeugung zu senken.Zusammenfassend zeigt die Studie vielfältige Ursachen von Mindesterzeugung auf

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36 Mindesterzeugung, Abschlussbericht, 25. Januar 2016 Spannungshaltung Zur Deckung des Blindleistungsbedarfs für die Sicherstellung zulässiger Knotenspannungen sind bereits heute passive Kompensationselemente (Drosselspulen und Kondensatorbänke) im Netz vorhanden. Diese können abhängig vom Verbraucherverhalten und Netzausbauzustand nicht ausreichen, um den Blindleistungsbedarf vollständig oder aufgrund technologischer Einschränkungen dieser Betriebsmittel (z. B. zu langsame Geschwindigkeit oder zu grobe Stufung der Blindleistungsbereitstellung) in geeigneter Weise zu decken. Daher ist im heutigen System ergänzend die Blindleistungsbereitstellung aus Synchrongeneratoren vor allem aus Großkraftwerken zur Aufrechterhaltung der Systemsicherheit notwendig. Üblicherweise werden dafür primär die ohnehin marktbasiert am System befindlichen Kraftwerke genutzt. Somit trägt die Spannungshaltung in normalen Netznutzungsfällen nicht zur Höhe der Mindesterzeugung bei, da die Anforderungen bereits durch den marktbasierten Einsatz der konventionellen Kraftwerke erfüllt werden. Nur in seltenen Einzelfällen kann es im Rahmen von spannungsbedingtem Redispatch aus Spannungshaltungsgründen zu einer konventionellen Mindesterzeugung kommen. Zur weiteren Reduktion dieses Beitrags zur konventionellen Mindesterzeugung sind Maßnahmen erforderlich, die die Spannungs-Blindleistungsregelung unabhängiger von konventionellen Kraftwerken machen, ohne dass durch die technischen Eigenschaften der Synchrongeneratoren der konventionellen Kraftwerke derzeit erreichte Niveau der Spannungshaltung merklich zu verschlechtern. Im Mittelfristbereich von ca. 10 Jahren kann dies insbesondere durch den flächendeckenden Einsatz aktiver Kompensationselemente (FACTS), die die Blindleistungsbereitstellung für die Erfüllung von Vorgaben der Spannungshaltung automatisch und nahezu unverzögert regeln können, rotierender Phasenschiebergeneratoren sowie durch die Realisierung der im genehmigten Netzentwicklungsplan der ÜNB dokumentierten HGÜ-Verbindungen in VSC- Technologie erreicht werden. Ergänzende Beiträge zur Spannungshaltung können zudem durch EE-Anlagen aus der unterlagerten Verteilnetzebene geliefert werden (entsprechende Kooperationen zwischen ÜNB und VNB existieren bereits heute). Die Entwicklung spannungshaltungsbedingter Mindesterzeugung sollte kontinuierlich überwacht werden. Hierzu bietet sich aus unserer Sicht die jährlich für die Dimensionierung der Netzreserve durchgeführte Bedarfsanalyse an. Im Rahmen der Bedarfsanalyse werden mit einem Horizont von mehreren Jahren im Voraus mögliche Netznutzungsfälle im Hinblick auf

Mindesterzeugung, Abschlussbericht, 25. Januar 2016 37 Spannungs- und Stromgrenzwertverletzungen und Maßnahmen zu deren Beherrschung untersucht. Wird in der Bedarfsanalyse ein für den Kraftwerkseinsatz möglicherweise bindender Bedarf an konventioneller Mindesterzeugung identifiziert, können rechtzeitig Gegenmaßnahmen wie die Installation o. g. alternativer Blindleistungsquellen ergriffen werden. Kurzschlussleistung Die bei einem Kurzschluss auftretenden Kurzschlussströme (sowie die daraus als Hilfsgröße abgeleitete sogenannte Kurzschlussleistung) müssen aus verschiedenen Gründen (sichere Fehlererkennung, Verhinderung großflächiger Versorgungsunterbrechungen, Resistenz des Netzes gegen Störeinflüsse und Gewährleistung einer hohen Spannungsqualität für die Verbraucher) in ausreichender Höhe und in ausreichend kurzer Zeit nach Fehlereintritt zur Verfügung stehen. Aus heutiger Sicht stellt die Kurzschlussleistung keinen Treiber der Mindesterzeugung in Deutschland dar, da das für einen sicheren Systembetrieb notwendige Kurzschlussleistungsniveau auch durch die Beiträge im Betrieb befindlicher Synchrongeneratoren von Großkraftwerken im benachbarten Ausland jederzeit sichergestellt wird. Perspektivisch ist aber auch im Ausland ein zunehmender Anteil über Umrichter ans Netz angeschlossener Erzeugungseinheiten (insbesondere EE-Anlagen) zu erwarten, die die Einspeisung von Großkraftwerken verdrängen. Folglich können mittel- bis langfristig Maßnahmen erforderlich werden, um diesen Wegfall des Beitrags von Synchrongeneratoren zur Kurzschlussleistung zu kompensieren. Es erscheint technisch im Grundsatz möglich, die Anforderungen an die Kurzschlussleistung auch mit über Umrichter angeschlossene Erzeugungsanlagen zu erfüllen. Um ausreichende Sicherheitsmargen bereitzustellen, ist ggf. eine Modifikation der Netzanschlussregeln derart erforderlich, dass Umrichter geeignet dimensioniert würden, um die Kriterien zur sicheren Bereitstellung von Kurzschlussleistung in einem mit heutigem Niveau vergleichbarem Umfang zu erfüllen. Die Anpassung dieser Regelungen kann dabei neben Neuanlagen auch die Vorschrift zur Umrüstung von Bestandsanlagen umfassen, um insbesondere in einer Übergangsphase die Rückwirkungen auf den sicheren Netzbetrieb möglichst gering zu halten. Handlungsbedarf ergibt sich hier aber nicht kurz-, sondern eher mittel- bis langfristig. Die Übertragungsnetzbetreiber sollten deshalb aus heutiger Sicht vor allem die Entwicklung im Bereich der Kurzschlussleistung überwachen, und ggf. rechtzeitig zusammen mit Gremien

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