Auswirkungen von Offshore Windenergie auf Vorhaltung und Einsatz von Regelleistung

Travail d'étude , 2009 , 86 Pages , Note: 1,3

Sciences de l'énergie

Der zunehmende Einsatz erneuerbarer Energien in Deutschland führt zu einem neuem Konzept der Netzregelung. Auf dem Weg dorthin müssen jedoch weiterhin bestehende, konventionelle Netz-Regelsysteme verwendet werden.
Die Arbeit befasst sich mit der Frage in welcher Höhe der zusätzliche
Einsatz von Regelleistung bei unterschiedlich großen Offshore Windparks ausfällt.
Hierzu werden reale Netzkennzahlen von E.ON/Tennet sowie Messdaten der Windpark Forschungs- und Entwicklungsplattform FINO 1 in der Nordsee verwendet.
Eine im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Software, welche in Borland Delphi geschrieben wurde, liefert die Ergebnisse. Diese beinhalten sowohl die vorzuhaltende Regelleistung als auch die die Histogramme der eingesetzten Regelleistung sowie deren Einsatzkosten.

Juli 2009, cand. Ing. Christian Grau

Inhaltsverzeichnis

• 1. Einleitung.
• 1.1 Motivation und Problemstellung
• 1.2 Ziel der Arbeit
• 1.3 Struktur der Arbeit
• 2. Elektrische Energieversorgung in Deutschland
• 2.1 UCTE Synchronverbund
• 2.2 Übertragungsnetzbetreiber
• 2.3 Verteilnetzbetreiber und Endkunde
• 2.4 Stromlieferant, Stromhändler
• 2.5 Der liberalisierte Energiemarkt
• 2.5.1 Das Energiewirtschaftsgesetz
• 2.5.2 Produkte des Energiemarktes, Handelsplätze, Portfolio-Management
• 2.6 Bilanzkreise, EEG Strom und Kostenwälzung
• 2.6.1 EEG Bilanzkreis, EEG Wälzung
• 2.7 Regelleistung
• 2.7.1 Primärregelleistung, passiver Selbstregeleffekt
• 2.7.2 Sekundärregelleistung
• 2.7.3 Minutenreserve/ Tertiärregelleistung
• 2.7.4 Dauerreserveleistung, Stundenreserveleistung, Windreserveleistung
• 2.7.5 Regelleistungsmarkt- und Bilanzausgleich
• 2.7.6 Präqualifikation und Rahmenvertrag für Regelleistung
• 2.7.5 Ursachen für Regelleistungseinsatz
• 2.7.6 Ermittlung der vorzuhaltenden und eingesetzten Regelleistung mit Stochastik
• 2.7.7 Definitionen: Erzeugung, Import, Export, Last, Regelzonensaldo, Leistungsdefizit
• Leistungsdefizit, Leistungsüberschuss, Defizitwahrscheinlichkeit, Defizitniveau
• 2.7.8 (n-1) Kriterium, UCTE Empfehlungen für die vorzuhaltende Regelleistung
• 2.8 Integration von Windenergie in das deutsche Stromnetz
• 2.8.2 Einspeisecharakteristik Offshore
• 2.8.4 Technische Aspekte zunehmender WEA Netzeinspeisung
• 3. Auswirkungen von Offshore-Windenergie auf die Regelleistung
• 3.1 Charakteristik der Einspeisung des „virtuellen Offshore Windparks FINO 1“
• 3.1.1 Datenbasis
• 3.1.2 Maximale Leistungsgradienten von Offshore WEA
• 3.2 Prognosefehler des virtuellen Offshore Windparks FINO 1
• 3.3 Modell zur Regelleistung- und Kostenberechnung
• 3.3.1 EEG Monatsbandveredelung für Offshore Windenergie
• 3.3.2 SRL, MRL, WRL Einsatzstrategie
• 3.3.3 Kosten der eingesetzten und vorzuhaltenden Regelleistung
• 3.4 Ermittlung der vorzuhaltenden Regelleistung
• 3.4.1 Zusätzlich für Offshore WEA vorzuhaltende Primärregelleistung
• 3.5 Modellimplementation und Ergebnisse
• 3.5.1 Szenario 2006 Onshore
• 3.5.2 Szenario 2006,,Offshore"
• 3.5.3 Ergebnisse der einzusetzenden Regelleistung, Kosten
• 4. Zusammenfassung
• 5. Literaturverzeichnis
• 6. Anhang A
• 6.1 Informationsverlust durch Fahrpläne
• 6.2 FFT der Leistungsdaten des virtuellen Offshore Windparks FINO 1 über ein Jahr
• 6.3 Häufigkeitsverteilungen der Regelzonensaldos
• 6.4 Ergebnisse der Szenarien in Zahlen

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die vorliegende Studienarbeit untersucht die Auswirkungen von Offshore Windenergie auf die Vorhaltung und den Einsatz von Regelleistung im deutschen Stromnetz. Ziel ist es, die zusätzlichen Anforderungen an die Regelleistung durch den steigenden Anteil an Offshore Windenergie zu quantifizieren und die damit verbundenen Kosten zu analysieren.

• Charakteristik der Einspeisung von Offshore Windenergie
• Prognosefehler und deren Einfluss auf die Regelleistung
• Modellierung des Einsatzes von Regelleistung
• Kostenanalyse der zusätzlich benötigten Regelleistung
• Szenarienanalyse mit und ohne Offshore Windenergie

Zusammenfassung der Kapitel

• Kapitel 1: Einleitung

Dieses Kapitel führt in das Thema der Studienarbeit ein, indem es die Motivation und Problemstellung beleuchtet. Zudem werden das Ziel der Arbeit und die Struktur der Arbeit erläutert.

• Kapitel 2: Elektrische Energieversorgung in Deutschland

Das Kapitel beschreibt die Funktionsweise der deutschen Stromversorgung, inklusive der verschiedenen Akteure und Marktmechanismen. Es werden insbesondere die Themen Regelleistung und die Integration von Windenergie in das Stromnetz detailliert beleuchtet.

• Kapitel 3: Auswirkungen von Offshore-Windenergie auf die Regelleistung

Dieses Kapitel analysiert die spezifischen Herausforderungen, die Offshore Windenergie für die Regelleistung mit sich bringt. Es werden Daten aus einem virtuellen Offshore Windpark verwendet, um die Auswirkungen auf die Prognosegenauigkeit und den Bedarf an Regelleistung zu modellieren.

• Kapitel 4: Zusammenfassung

Die Ergebnisse der Studienarbeit werden zusammengefasst und die wichtigsten Erkenntnisse hervorgehoben.

Schlüsselwörter

Offshore Windenergie, Regelleistung, Primärregelleistung, Sekundärregelleistung, Minutenreserve, Prognosefehler, Modellierung, Kostenanalyse, Szenarienanalyse, EEG, Strommarkt, UCTE, Synchronverbund, Netzintegration.

• Université: University of Paderborn (Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik )
• Cours: Lehrstuhl für Nachhaltige Energiekonzepte (NEK)
• Note: 1,3
• Auteur: Christian Grau (Auteur)
• Année de publication: 2009
• Pages: 86
• N° de catalogue: V189691
• ISBN (ebook): 9783656140061
• ISBN (Livre): 9783656140603
• Langue: allemand
• mots-clé: Regelleistung, Offshore Windpark, Regelenergie, Reserveleistung, Windpark