Power Transmission and Distribution Power Technologies International

1. Cigre/CIRED Fachveranstaltung, 1. März 2007, Zürich Einfluss von Naturereignissen auf die Energieversorgungsinfrastruktur Versorgungsstörungen im deutschen Stromnetz – Was ist vermeidbar? Dr. Bernd Buchholz Bernd.Buchholz@siemens.com • Power Transmission and Distribution • Power Technologies International

2. Störungen in öffentlichen Netzen in Deutschland Quelle: Europäische Kommission, Brüssel, 2004 • Versorgungsausfälle: • 86% im Mittelspannungsverteilnetz, • 12 % in der Niederspannung (380 V), • 2% in 110 kV- und 0,2% in 380/220 kV Zwei Ereignisse - am 25.11.2005 und am 4.11.2006 werden zu einer Verschlechterung der Statistik führen

3. Was geschah am 4.11.2006 ? • Kein außergewöhnliches Naturereignis – • nur der stetige Anstieg der Windleistungserzeugung • Verknüpft mit ungünstigen Umständen und einer Fehlhandlung

4. Wind und Handel: Extrem volatile Leistungsflüsse Netzlast, % künftig traditionell Spitze 100 100 50 Mittel 50 0 6 12 18 24 0 6 12 18 24 Zeit,h Zeit,h Unter den neuen Bedingungen der Netzführung kann es passieren, dass der Operator überfordert ist.

5. Störung vom 4.11.06 2. Ansteigende Windleistung starke Windeinspeisung im gesamten nördlichen Netz 1. Planmäßige Abschaltung 2 Systeme 380 kV Coneforde -Diele für eine Schiffsdurchfahrt 21:38 Uhr Hohe Belastung des Netzes 4. Auslösung 380 kV Ltg. Landesbergen-Wehrendorf 22:10 Uhr 3. Netzkupplung 22:10 Uhr ohne Sicherheitsrechnung 5. Auslösung 380 kV Ltg. Bechterdissen- Elsen 22:10 Uhr Leistungsfluss 6. Netzauftrennung in 3 Inseln

6. Frequenzlastabwurf im Gebiet mit Unterfrequenz Windleistung 7500 MW 400 MW 800 MW Lastabwurf in MW 2400 MW 5200 MW 1500 MW 1050 MW 500 MW 1500 MW

7. Durch klare Entscheidungen Die üblichen Meldelisten ergänzen 2000 MW PumplastItalienAUS Der Netzdispatcher muss in Sekunden entscheiden Fehlentscheidung oder Inaktivität können Blackout bedeuten Entscheidungshilfen für den Netzdispatcher

8. Intelligentes Engpaßmanagement Weitbereichsschutz Weitbereichsüberwachung Stabilitätsreserve Alarm Handlungs-empfehlung Leitstelle Topologie & Messwerte Simulation Wissensbasis Netz Aktionen in >200 ms – 10 s Ergebnisse im Minutenbereich Akurate Phasenwinkel-, Spannungs und Lastflussmessungen. Koordination von Handlungen durch Zentralcomputer. Stationäre und dynamische Netzsicherheitsrechnungen Automatisches Generieren von Handlungsempfehlungen

9. Windparks N-1 Netzsicherheitsrechnung Kritische Fälle Dargebot, Prognose Optimierter Lastfluss Regelangebot Abweichung zu Ist Topologie, Messwerte Handlungsempfehlung Netz Engpassmanagement mit Einbeziehung der Windkraftwerke

10. Fazit • Die Festigkeitsnorm kann sich nicht nach seltenen Naturereignissen richten. Die Netze würden unbezahlbar. • Versorgungsgebiete mit Einspeisung über eine Doppelleitung entsprechen zwar dem n-1-Planungskriterium, laufen aber Gefahr der Versorgungsunterbrechung im Fall von Mastumbruch. • Möglichkeiten zu mehr Sicherheit sind: • Zweite Einspeisung, ggf. auch MS-seitig • Inselnetzfähigkeit durch verteile Erzeugung und Lastmanagement • Schnell installier- und aktivierbares Notversorgungskonzept mit mobilen Erzeugereinheiten • Versorgungsunternehmen sollten Notversorgungskonzepte in der „Schublade“ haben • Wind und Handel komplizieren die Netzführung. In kritischen Situationen sind Netzsicherheitsrechnungen unumgänglich. Automatisierte Entscheidungshilfen können zu mehr Sicherheit beitragen.