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Systemsicherheit 2050

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dena-Studie zu Systemdienstleistungen und Aspekte der Stabilität im zukünftigen Stromsystem

Frequenz Maßnahmen des

Frequenz Maßnahmen des Systemschutzplans Momentanreserve schnelle Regelleistung Primärregelleistung Zeit Abbildung 6: Schematische Darstellung des Zusammenspiels von Momentanreserve und Systemschutzplan Die Höhe möglicher Leistungsdifferenzen macht deutlich, dass für die Beherrschung eines System Splits Maßnahmen ergriffen werden müssen, die deutlich über die Dimensionierung von Vorleistungen für Systemdienstleistungen für den Normalbetrieb hinausgehen. Bei einem System Split befindet sich das System im Notzustand und die Stabilität ist gefährdet. Ziel der europäischen Übertragungsnetzbetreiber ist es in dieser Situation, den sogenannten Systemschutzplan sicher zu aktivieren (koordinierter Abwurf von Lasten und Erzeugern zur Stabilisierung des Systems), um das Schwarzfallen der Teilnetze, d. h. gegebenenfalls einen vollständigen Blackout in mehreren Ländern, abzuwenden (vgl. Abbildung 6). Im Rahmen des Systemschutzplans werden sowohl manuelle als auch automatische Maßnahmen ergriffen, um das Leistungsgleichgewicht in den einzelnen Teilnetzen zu gewährleisten. Dabei greifen selbst die vorgesehenen Automatismen mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung, da im Zuge der Auslösung der Maßnahmen der Zustand des Systems erst gemessen und eine Reaktion ausgelöst werden muss. Entgegen den Anforderungen zur Beherrschung des normativen Ausfalls ist es für die Beherrschung eines System Splits erforderlich, dass der Frequenzgradient bereits initial, im Moment des Auftretens, begrenzt wird. Für die Begrenzung des Frequenz gradienten im Ursprung ist eine instantane Reaktion durch Momentanreserve erforderlich, um die notwendige Zeit zur Aktivierung des Systemschutzplans und damit die Abwendung eines Blackouts mit Auswirkungen auf das gesamte Verbundnetz zu gewährleisten. Maßnahmen zur Beherrschung eines System Splits Zur Beherrschung eines System Splits im Jahre 2050 bieten sich prinzipiell verschiedene Maßnahmen an. So kann gezielt dafür gesorgt werden, dass die Momentanreserve im System gesteigert wird, und es können durch HGÜs und einen regionalen Ausgleich zwischen Erzeugung und Last die entstehenden Leistungsdifferenzen reduziert werden. Darüber hinaus ist aber zu diskutieren, wie „Beherrschung“ des System Splits in Zukunft definiert werden soll und ob und unter welchen Umständen die Systembedarfe für Momentanreserve gegenüber den Ergebnissen der Studie reduziert werden können. 28 – Teil 1

Steigerung der Momentanreserve Für die Steigerung der Momentanreserve zur Beherrschung des System Splits bieten sich die gleichen Maßnahmen an wie bereits in Abschnitt 1.2.4 Frequenzhaltung dargestellt. Der zusätzliche Bedarf an Momentanreserve für die vollständige Beherrschung des System Splits ist jedoch gegenüber den Anforderungen, die aus einem normativen Ausfall von 3 GW erfolgen, deutlich höher. Entsprechend erscheinen weder der gezielte Redispatch synchron gekoppelter Erzeugung noch der Einsatz von rotierenden Phasenschiebern ausreichend. Für die flächendeckende und substanzielle Erhöhung der Momentanreserve ist die Ertüchtigung der Umrichter dezentraler Erzeugungsanlagen und Lasten aus heutiger Sicht die vielversprechendste Option. Reduktion von Leistungsdifferenzen Um die Leistungsdifferenzen bereits vor dem Eintritt eines System Splits zu begrenzen, stehen im Wesentlichen die folgenden Maßnahmen zur Verfügung: ■ HGÜ-Leitungen, die bei einem System Split zwei Teilnetze miteinander verbinden, können den AC-Leistungsüberschuss des einen Teilnetzes mit der Unterdeckung des anderen Netzes entsprechend ihrer Transportkapazität bereits vor der Auftrennung reduzieren. ■ Somit können HGÜ in beiden Teilnetzen zu einer Reduktion von Leistungsdifferenzen beitragen. Befinden sich die Konverterstationen einer HGÜ im gleichen Netzbereich, hat die Leitung hingegen keinen ausgleichenden Effekt, kann aber durch Entlastung der untergelagerten AC-Leitungen stabilisierend wirken und damit die Wahrscheinlichkeit einer weiteren Auftrennung reduzieren. Voraussetzung ist eine ausreichende Robustheit der HGÜ, die dazu führt, dass sie sich bei einer Netzauftrennung nicht abschaltet. Die Vorzüge zur Beherrschung eines System Splits werden zurzeit nicht bei der Bewertung der energiewirtschaftlichen Notwendigkeit von HGÜ berücksichtigt. Ein weiterer Ansatz besteht darin, den Bedarf weiträumiger Leistungsaustausche zu minimieren, indem Erzeugung und Verbrauch möglichst regional aufeinander abgestimmt werden. Die Allokation von Erzeugern und Verbrauchern führt allerdings in anderen Bereichen zu volkswirtschaftlichen Ineffizienzen und widerspricht teilweise den heutigen Zielen des integrierten europäischen Strommarkts. Die positive Wirkung auf einen System Split kann daher nicht isoliert betrachtet, sondern muss immer ins Verhältnis zu den Kosteneinsparungen durch konkurierende Zielsetzungen gesetzt werden. Teil 1 – 29

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