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Agora Toolbox für die Stromnetze

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Agora Energiewende | Toolbox für die Stromnetze - Für die künftige Integration von Erneuerbaren Energien 3.4. Lastflusssteuerung im Über tragungsnetz 49 3.4.1. Beschreibung und Abgrenzung 49 3.4.2. Anwendungsfälle 51 3.4.3. Bewertung, Anwendungsgrenzen und Hemmnisse 52 3.5. Online-Assistenzsysteme (Online-DSA) für die Netzleitstelle 53 3.5.1. Beschreibung und Abgrenzung 53 3.5.2. Anwendungsbeispiele 55 3.5.3. Bewertung, Anwendungsgrenzen und Hemmnisse 57 3.6. Weiterentwicklung des (n-1)-Kriteriums 58 3.6.1. Beschreibung und Abgrenzung 58 3.6.2. Weitere aktuelle Forschungsprojekte und Studien 60 3.6.3. Bewertung, Anwendungsgrenzen und Hemmnisse 61 4. Handlungsempfehlungen 63 4.1. Kurzfristige Maßnahmen (Zeitraum: 2020 bis 2025) 63 4.1.1. Hochtemperaturleiterseile und Frei leitungsmonitoring 63 4.1.2. Lastflusssteuerung im Übertragungsnetz 64 4.1.3. Weiterentwicklung des Regelwerks zur Integration kurzfristiger Ad-hoc-Maßnahmen im Netzentwicklungsplan 64 4.2. Mittel- und langfristige Maßnahmen (Zeitraum: bis 2030) 65 4.2.1. Einführung von Online-Assistenzsystemen (Online-DSA) für die Netzleitstelle 65 4.2.2. Weitere Automatisierung der System führung 66 4.2.3. Weiterentwicklung des (n-1)-Kriteriums mithilfe eines probabilistischen Ansatzes der Versorgungssicherheit 67 6

STUDIE | Toolbox für die Stromnetze - Für die künftige Integration von Erneuerbaren Energien Zusammenfassung Im früheren deutschen Stromversorgungssystem speisten Großkraftwerke in das Übertragungsnetz ein. Von dort aus wurde die elektrische Energie über das Verteilnetz zum Verbraucher transportiert. Die Energiewende und die zunehmende europäische Marktintegration führen zu neuen Anforderungen an Netzplanung und Netzbetrieb. Es kommt zu einer Verlagerung von den Erzeugungsschwerpunkten der Großkraftwerke zu einem eher flächigen Zubau von Erneuerbare-Energien-Anlagen. Mit einer Zunahme an Onshore-Windenergie- und Photovoltaikanlagen wird mehr Strom direkt in die Verteilnetze eingespeist. Offshore-Windparks produzieren hingegen Strom vor den Küsten Deutschlands, der über die Netzverknüpfungspunkte an Land in das Übertragungsnetz gelangt und zu den Verbrauchszentren transportiert werden muss. Das Übertragungsnetz ist somit eine wichtige Voraussetzung für den großräumigen Austausch zwischen Erzeugungs- und Laststandorten und die Integration von Erneuerbaren Energien (EE). Der Ausbau des innerdeutschen Stromnetzes ist zudem für den grenzüberschreitenden Stromtransport und die europäische Marktintegration notwendig. Traditionell folgt der Netzausbau den geografischen als auch den strukturellen Veränderungen in Strom erzeugung und -verbrauch. Es besteht großer Netzausbaubedarf: Auf Übertragungsnetzebene sind bislang rund 850 Kilometer der vorgesehenen 7.700 Kilometer an Netzausbau- und Netzverstärkungsmaßnahmen aus dem Bundesbedarfsplangesetz und dem Energieleitungsausbaugesetz realisiert (Stand: 2. Quartal 2017). Wenn die Übertragungskapazität für den Stromtransport nicht ausreicht, entstehen Netzengpässe. In diesem Fall müssen die Netzbetreiber Maßnahmen wie Redispatch und Einspeisemanagement (Abregelung von EE-Anlagen) ergreifen. Im Vergleich zu 2014 hat sich im Jahr 2015 das Redispatch-Volumen mehr als verdreifacht, auf 16.000 Gigawattstunden (GWh) im Jahr 2015. Obgleich 2016 ein Rückgang zu verzeichnen war, sind die Zahlen im ersten Quartal 2017 mit 5.548 GWh Redispatch-Volumen wieder gestiegen. Die steigenden Redispatch- und Einspeisemanagement-Mengen können zur Akzeptanz- und Kostenfrage für die Energiewende werden, da sie sich in den Netzentgelten niederschlagen, welche von den Endkunden zu zahlen sind. Zielsetzung der Kurzstudie Vor dem Hintergrund der Verzögerungen beim Netz ausbau und der damit verbundenen Herausforderungen ist es das Ziel dieser Kurzstudie, netzseitige Maßnahmen für eine optimale Ausnutzung der bestehenden Stromnetze und für die Integration Erneuerbarer Energien darzustellen. Die Maßnahmen werden im Rahmen einer Toolbox vorgestellt, es werden ihre Anwendungsfälle beschrieben und regulatorische Handlungsempfehlungen gegeben. Der Fokus dieser Studie liegt auf dem Übertragungsnetz. Die vorgestellten kurzfristigen Maßnahmen (Zeithorizont: 2020) können Stromleitungen kurzfristig entlasten und dadurch Redispatch sowie Einspeisemanagement reduzieren. Die langfristigen Maßnahmen (Zeithorizont: 2030) können, insbesondere verbunden mit den Möglichkeiten der Digitalisierung (Sensorik und Aktorik), zu einer besseren Auslastung der Bestandsnetze führen – und damit künftigen Netzausbau reduzieren oder teilweise sogar vermeiden. Die Notwendigkeit des vorgesehenen Netzausbaus gemäß Bundesbedarfsplangesetz wird dabei nicht infrage gestellt. Herausforderungen für den Netzbetrieb Die Einspeisung aus Wind- und Solarenergie schwankt innerhalb kurzer Zeiträume um nahezu die gesamte in der betroffenen Region installierte 7

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