Thema: „Beitrag der Grund- und Spitzenlastkraftwerke zur ...
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<strong>Thema</strong>: <strong>„Beitrag</strong> <strong>der</strong> <strong>Gr<strong>und</strong></strong>- <strong>und</strong> <strong>Spitzenlastkraftwerke</strong> <strong>zur</strong><br />
Systemstabilisierung <strong>und</strong> die Anfor<strong>der</strong>ungen<br />
an den flexiblen Strommarkt“<br />
Rostock, 26.10.2010<br />
Ralf Kirsch, E-EP<br />
IHE Symposium 2010<br />
„Instandhaltung unter sich wandelnden Rahmenbedingungen“<br />
26.10.2010 | Beitrag <strong>der</strong> EE für Systemsicherheit | Andreas Spielmann | E-EP 1
Agenda<br />
Systemsicherheit aus Sicht des KW-Betreibers<br />
Anfor<strong>der</strong>ungen an die verschiedenen Erzeugereinheiten<br />
Beherrschung <strong>der</strong> Systemsicherheit<br />
Fazit<br />
26.10.2010 | Beitrag <strong>der</strong> EE für Systemsicherheit | Andreas Spielmann | E-EP 2
Verantwortung <strong>und</strong> Ziele <strong>der</strong> Kraftwerksbetreiber<br />
• Standortpolitik<br />
• Forschung u. Entwicklung<br />
• Verfügbarkeit<br />
• Zugang zu Ressourcen<br />
Versorgungssicherheit<br />
einschließlich<br />
Netzstabilität<br />
Wirtschaftlichkeit<br />
Effizienz &<br />
Nachhaltigkeit<br />
26.10.2010 | Beitrag <strong>der</strong> EE für Systemsicherheit | Andreas Spielmann | E-EP 3<br />
•Gesellschaftl. Akzeptanz<br />
•Wettbewerb<br />
•Preise<br />
•Regulierung<br />
Klimaschutz
Systemsicherheit <strong>und</strong> Versorgungssicherheit /Netzstabilität<br />
Versorgungssicherheit = Verfügbarkeit von Strom in ausreichen<strong>der</strong> Qualität<br />
<strong>und</strong> die Möglichkeit <strong>der</strong> Lieferung/Verteilung über<br />
das Netz<br />
• <strong>Gr<strong>und</strong></strong>lage:<br />
– Erzeugungskapazität (<strong>Gr<strong>und</strong></strong>-, Mittel-, Spitzenlast, Erneuerbare Energien)<br />
– Kapazität von Übertragungs- u. Verteilnetz<br />
• Voraussetzungen:<br />
– Zuverlässigkeit aller Systemkomponenten<br />
– Flexibilität im Erzeugungspark (z.B. Verfahrbarkeit <strong>der</strong> Anlagen /Regelung) von Angebot<br />
u. Nachfrage (Tageszeit, EEG-Einspeisung, …)<br />
26.10.2010 | Beitrag <strong>der</strong> EE für Systemsicherheit | Andreas Spielmann | E-EP 4
Prämissen im Strommarkt<br />
Vorrangeinspeisung <strong>der</strong> EEG – Anlagen<br />
Vorgaben <strong>der</strong> BNA<br />
– z.B. Netznutzungsentgelte für Pumpstrom <strong>der</strong> PSW, den <strong>der</strong>zeitig einzigen effektiven <strong>und</strong> in<br />
ausreichendem Umfang vorhandenen Speichern von „überschüssiger“ Energie (Starkwind)<br />
Vorhaltung <strong>und</strong> Erbringung von SDL<br />
Vermarktung an <strong>der</strong> EEX<br />
– Transparenz<br />
– rein wirtschaftliches Kriterium<br />
– keine Reaktion auf eine hohe EEG- Einspeisung möglich („Jedes MW wird an den Markt<br />
gestellt!“)<br />
Bilaterale Verträge zwischen KW-Betreibern <strong>und</strong> den Netzbetreibern sind<br />
notwendig, <strong>zur</strong> Beherrschung von EEG- Einspeisungen für einen stabilen<br />
Netzbetrieb.<br />
26.10.2010 | Beitrag <strong>der</strong> EE für Systemsicherheit | Andreas Spielmann | E-EP 5
Einflüsse auf die Systemsicherheit<br />
Fahrpläne (Erzeugung vs. Verbrauch)<br />
[Ergebnis des Handels, ohne physikalische Restriktionen]<br />
EEG-Einspeisung<br />
[Einspeisung stochastisch,<br />
z.Z. nicht planbar]<br />
System-<br />
Sicherheit<br />
Übertragungskapazitäten<br />
26.10.2010 | Beitrag <strong>der</strong> EE für Systemsicherheit | Andreas Spielmann | E-EP 6<br />
- Begrenzungen zwischen den Regelzonen<br />
- Kapazitäten<br />
System mit vielen Unbekanten<br />
<strong>und</strong> Schnittstellen <strong>und</strong> Risikofaktoren
Konventionelle<br />
KW-Erzeugung<br />
Regenerative<br />
Netz<br />
Ursachen von „Systemunsicherheiten“ (allgemein)<br />
• Abweichungen in <strong>der</strong> Produktionsaufgabe (Fahrplan), z.B.<br />
– KW-Störungen <strong>und</strong> –Min<strong>der</strong>leistungen<br />
• Lastsprünge<br />
• Außeneinflüsse<br />
– Klimaeinfluss, z.B. Temperatur<br />
• EEG-Einspeisung<br />
– Prognoseabweichungen, vor allem fluktuierende Windeinspeisung<br />
– Einfluss Sonne<br />
• begrenzte Übertragungskapazitäten<br />
– Netzstörungen<br />
– Physikalische Lastflüsse (aus Handel als auch durch „natürliche“ Lastflüsse)<br />
26.10.2010 | Beitrag <strong>der</strong> EE für Systemsicherheit | Andreas Spielmann | E-EP 7
Energetische Systembalance, Netzstabilität<br />
Maßnahmen entsprechend dem EWG<br />
§ 13.1<br />
§ 13.2<br />
Bedarf<br />
Markt (Händler, Verbraucher)<br />
ÜNB<br />
50Hz Transmission<br />
Frequenz<br />
26.10.2010 | Beitrag <strong>der</strong> EE für Systemsicherheit | Andreas Spielmann | E-EP 8<br />
Erzeugung<br />
(KW, SDL)<br />
EEG<br />
Konventionelle KW<br />
EEG- Anlagen (Wind, Solar u.a.)<br />
PSW, GTKW<br />
KKW<br />
Bei hohem EEG- Aufkommen<br />
müssen konventionellen<br />
Anlagen ihre Leistungen verfahren,<br />
damit das Gleichgewicht erhalten bleibt.<br />
Bei kurzfristigen Ungleichgewichten<br />
werden dazu schnell „än<strong>der</strong>bare /<br />
verfügbare“ Erzeugereinheiten genutzt.
Anfor<strong>der</strong>ungen an die EE‘s <strong>zur</strong> Gewährleitung <strong>der</strong> Systemsicherheit<br />
Sek<strong>und</strong>enreserve<br />
Primärregelung aller ÜNB<br />
Δf von ± 10 bis ± 200 mHz<br />
30 s<br />
Sek<strong>und</strong>är-<br />
Regelung<br />
±2% P N min -1<br />
in 5min<br />
LP(€/KW) LP(€/KW)<br />
+AP(€/KWh)<br />
15 min<br />
26.10.2010 | Beitrag <strong>der</strong> EE für Systemsicherheit | Andreas Spielmann | E-EP 9<br />
Minutenreserve<br />
± P in 7,5min<br />
LP(€/KW)<br />
+AP(€/KWh)<br />
St<strong>und</strong>enreserve des<br />
Kraftwerksbetreibers/Händlers<br />
Ablösung <strong>der</strong> Regelleistung des<br />
ÜNB<br />
LP(€/KW)<br />
+AP(€/KWh)<br />
t0 5. 1/4h
Anfor<strong>der</strong>ungen an den KW - Park<br />
Flexibilisierung, Verfahrbarkeit<br />
– Schnelle Reaktionszeiten<br />
• Lastän<strong>der</strong>ungsgeschwindigkeiten erhöhen<br />
• schnellere An- <strong>und</strong> Abfahrvorgänge<br />
– Hohe Einsenkpotentiale<br />
• geringere technische Minima<br />
• häufigere Außerbetriebnahmen / Reservestellungen<br />
– Hohes Regelvermögen<br />
• für Primär- <strong>und</strong> Sek<strong>und</strong>ärregelleistungsbän<strong>der</strong><br />
26.10.2010 | Beitrag <strong>der</strong> EE für Systemsicherheit | Andreas Spielmann | E-EP 10
PSW<br />
GTKW<br />
DKW*<br />
*<br />
Leistungsgrößen <strong>und</strong> Regelvermögen<br />
Nennleistung<br />
2.814 MW<br />
810 MW<br />
Nennleistung<br />
8.563 MW<br />
Leistungsän<strong>der</strong>ungs-<br />
Geschwindigkeiten<br />
≥ 2% Pnenn / sec<br />
7 – 12 min<br />
bis Volllast<br />
„Schnelle<br />
Eingreifgruppe“<br />
Leistungsän<strong>der</strong>ungs-<br />
Geschwindigkeiten<br />
≥ 2% Pnenn / min<br />
Verfügbare<br />
Primärregelung<br />
± 826 MW<br />
Verfügbare<br />
Primärregelung<br />
± 231 MW<br />
LIPD nur BL R, inklusive KW Rostock <strong>und</strong> Bezug KW Schkopau<br />
DKW (Braunkohle, Steinkohle) = „langsame Eingreifgruppe“<br />
• geringe Leistungsän<strong>der</strong>ungsgeschwindigkeiten<br />
• jedoch hohe Volumina einsenkbar<br />
26.10.2010 | Beitrag <strong>der</strong> EE für Systemsicherheit | Andreas Spielmann | E-EP 11<br />
Verfügbare<br />
Sek<strong>und</strong>ärregelung<br />
± 1.176 MW<br />
Verfügbare<br />
Sek<strong>und</strong>ärregelung<br />
± 370 MW<br />
Verfügbare<br />
Minutenreserve<br />
2.810 MW<br />
810 MW<br />
Verfügbare<br />
Minutenreserve<br />
3.891 MW<br />
EEG –<br />
Ausgleichs-<br />
Energie<br />
2.814 MW<br />
810 MW<br />
EEG –<br />
Ausgleichs-<br />
Energie<br />
3.891 MW
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
Einsatz von schnell verfügbaren Erzeugereinheiten<br />
Regelzone VE-Transmission: prognostizierte Erzeugung<br />
(Wind u. VE-Generation) am 14.03.10<br />
00:00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00<br />
Uhrzeit<br />
26.10.2010 | Beitrag <strong>der</strong> EE für Systemsicherheit | Andreas Spielmann | E-EP 12<br />
Leistung [ G W ]<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
Regelzone VE-Transmission: Ist - Einspeisung<br />
(Wind u. VE-Generation) am 14.03.10<br />
Windprognose Day-Ahead-FP VE-G Gesamterzeugung Windeinspeisung Intraday-FP VE-G Gesamteinspeisung<br />
Höhere Isteinspeisung von EEG (Wind)<br />
führt zu zusätzlichen Einsenkungen<br />
Einsenkungen auf <strong>Gr<strong>und</strong></strong><br />
<strong>der</strong> hohen prognostizierten<br />
EEG-Einspeisung (Wind)<br />
00:00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00<br />
Hohe EEG-Einspeisungen wie auch Prognoseabweichungen (Day-Ahead/ Intraday) müssen<br />
durch Flexibilität im konventionellen KW – Park beherrscht werden!<br />
Entstehende steile Flanken können nur durch den Einsatz schnell verfügbarerer EE geglättet <strong>und</strong> abgefahren<br />
werden!<br />
Uhrzeit
Anlagenprofil <strong>der</strong> VE M& G<br />
26.10.2010 | Beitrag <strong>der</strong> EE für Systemsicherheit | Andreas Spielmann | E-EP 13<br />
Standorte PSW:<br />
• Bleiloch<br />
• Geesthacht<br />
• Goldisthal<br />
• Hohenwarte 1 + 2<br />
• Markersbach<br />
• Nie<strong>der</strong>wartha<br />
• Wendefurth<br />
Standorte GTKW<br />
• Ahrensfelde<br />
• Brunsbüttel<br />
• Thyrow<br />
• Wedel
Beson<strong>der</strong>heiten <strong>der</strong> schnell verfügbaren Erzeugereinheiten<br />
• Vorteile<br />
– Flexibel schnell verfahrbar<br />
– Schnell aktivierbare Leistung<br />
– Schwarzstartfähigkeit<br />
– Hohe Lastän<strong>der</strong>ungsgeschwindigkeiten<br />
– Große Regel- <strong>und</strong> Leistungsbän<strong>der</strong><br />
– Kleines unteres technisches Minimum<br />
• Nachteile<br />
– Begrenzte Arbeitsvermögen (Speicherbecken, Gasspeicher)<br />
– Wirtschaftlich im Strommarkt (Terminmarkt) gegenwärtig kaum vermarktbar<br />
26.10.2010 | Beitrag <strong>der</strong> EE für Systemsicherheit | Andreas Spielmann | E-EP 14
Ziel : Virtuelles Kraftwerksportfolio<br />
STO-DB<br />
PSW Kraftwerk<br />
Verfügbarkeit<br />
Fahrplan<br />
Sollsignale auf die Leittechnik <strong>der</strong> KW<br />
Managementsystem<br />
(Steuerungssystem, Ausgleich des Prognosefehlers)<br />
Wirkleistung<br />
Kraftwerk<br />
26.10.2010 | Beitrag <strong>der</strong> EE für Systemsicherheit | Andreas Spielmann | E-EP 15<br />
Produktionsaufgabe<br />
Verfügbarkeit<br />
Handelshaus Regelanfor<strong>der</strong>ungen<br />
Sek<strong>und</strong>ärregelung etc.<br />
TSO<br />
Verb<strong>und</strong>betrieb<br />
Einspeisung TSO/ DSO<br />
Verbraucher<br />
Istwerte<br />
Wirkleistung<br />
EEG- Anlagen
Fazit<br />
• Systemsicherheit erfor<strong>der</strong>t ein gemeinsames Handeln <strong>der</strong><br />
Kraftwerks- <strong>und</strong> Netzbetreibern.<br />
• Schnell verfügbare Kraftwerkseinheiten haben im<br />
Energiesystem eine beson<strong>der</strong>e Bedeutung <strong>zur</strong><br />
Gewährleistung <strong>der</strong> Systemsicherheit.<br />
• Mit dem weiteren Ausbau von erneuerbaren<br />
Erzeugungsanlagen än<strong>der</strong>t sich das Anfor<strong>der</strong>ungsprofil <strong>der</strong><br />
konventionellen Erzeugungsanlagen<br />
– Hohe Flexibilität <strong>und</strong> Regelfähigkeit<br />
– Steigen<strong>der</strong> Speicher- Bedarf<br />
26.10.2010 | Beitrag <strong>der</strong> EE für Systemsicherheit | Andreas Spielmann | E-EP 16
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!<br />
26.10.2010 | Beitrag <strong>der</strong> EE für Systemsicherheit | Andreas Spielmann | E-EP 17
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