Regionaler Netzwiederaufbau - Voraussetzungen und Herausforderungen

Stefan Christian Polster, Herwig Renner, Robert Schmaranz, Christian Rupp, Christian Tengg

Research output: Contribution to conferencePaperResearchpeer-review

Abstract

Der Erzeugungsanteil von RES (Renewable Energy Sources), überwiegend Wind und Photovoltaik, steigt gegenüber dem Anteil an konventioneller Erzeugung stark an. Die dadurch bedingte Änderung der Systemcharakteristik, im Besonderen die räumliche Verschiebung von Last- und Erzeugungszentren und höheren Frequenzgradienten, führt in Kombination mit einem im Verhältnis zur neu installierten Leistung zu langsamen Netzausbau zu einem erhöhten Risiko eines Black-Outs.
Ausgehend von dieser Situation wurden von den österreichischen Netzbetreibern in Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen Netzwiederaufbaustrategien anhand von Simulationen und Schwarzstart- bzw. Inselbetriebsversuchen entwickelt, wobei die im ENTSO-E Network Code on Emergency and Restoration festgehaltenen Rahmenrichtlinien eingehalten werden müssen. Die resultierenden NWA-Strategien lassen sich prinzipiell in Top-Down- und Bottom-Up-Ansätze unterteilen, wobei sich diese ergänzen und die tatsächliche Auswahl des angewandten Ansatzes von den Betriebsverhältnisse in den Nachbarnetzgebieten abhängt. Unter Top-Down-Netzwiederaufbau versteht man das Weiterschalten der Spannung aus einem benachbarten, nicht gestörten Netz. Der Bottom-Up-Ansatz hingegen startet mit dem Aufbau von Netzinseln mit Hilfe von im Eigenbedarf abgefangenen bzw. schwarzstartfähigen Kraftwerken. Die Netzinsel wird entsprechend der NWA-Strategie sukzessive erweitert und mit parallelen Inseln synchronisiert, bis der Normalbetrieb wiederhergestellt ist.
In Österreich hat, nach aktueller Rechtslage, der Übertragungsnetzbetreiber (TSO) Austrian Power Grid AG (APG) die alleinige gesetzliche Verantwortung für den Netzwiederaufbau nach Großstörungen des Übertragungsnetzes (§ 40 Abs. 1 Z 15 ElWOG 2010). Die NWA-Strategie für das österreichische Übertragungsnetz [APG NWA] basiert, wie oben beschrieben, auf einer Spannungsweiterschaltung der RG CE-Spannung bzw. auf überregionalem Inselbetrieb ausgehend von den Bundesländern Kärnten und Salzburg (Kraftwerksgruppen Malta und Kaprun). Die Verteilnetzbetreiber (DSOs) haben sich entsprechend den vertraglichen Richtlinien zwischen ihnen und der APG an dem Netzwiederaufbau zu beteiligen. Eventuell vorhandene Wiederversorgungskonzepte der DSOs sind grundsätzlich mit der APG abzusprechen und dürfen den überregionalen Netzwiederaufbau nicht negativ beeinflussen.
Die Fokussierung des Netzwiederaufbausauf das Übertragungsnetz birgt allerdings das Risiko, dass bei großflächiger Schwächung des Übertragungsnetzes durch äußere Umstände (z.B. Sturmschäden, Überflutung oder auch terroristischer Angriffe) oder bei Problemen mit Kommunikationsverbindungen zwischen Übertragungsnetz- und Verteilnetzbetreiber keine zeitnahe Spannungsvorgabe an die Verteilnetze möglich ist. Vor dem Hintergrund einer möglichst schnell zu erreichenden Wiederversorgung von kritischer Infrastruktur und ihrer fast ausschließlichen Versorgung aus dem Verteilnetz zeigt sich die Notwendigkeit einer redundanten Wiederversorgungsstrategie. Eine Möglichkeit dafür ist ein koordinierter dezentraler Netzwiederaufbau, welcher als Ergänzung bzw. zusätzliche Option zu den überregionalen Konzepten zu sehen ist und auf dem Errichten von regionalen Inselnetzen beruht. Die spezielle Erzeugungsstruktur in Österreich mit großen Leistungen im 110-kV-Verteilnetz und die vorhandene Erfahrung mit Schwarzstart- und Inselversuchen der Verteilnetzbetreiber können auf diesem Weg zusätzlich genutzt werden.
Der regionale Netzwiederaufbau ist als zusätzliche bzw. Backup-Strategie zum traditionellen Netzwiederaufbau anzusehen. Sein Ziel ist es einen möglichst schnellen Wiederaufbau des Gesamtsystems zu ermöglichen und nicht eine erweiterte Notversorgung von kritischer Infrastruktur bereit zu stellen.
Original languageGerman
Publication statusPublished - Feb 2018
Event15. Symposium Energieinnovation: Neue Energie für unser bewegtes Europa - TU Graz, Graz, Austria
Duration: 14 Feb 201816 Feb 2018
https://www.tugraz.at/events/eninnov2018/home/

Conference

Conference15. Symposium Energieinnovation
Abbreviated titleEnInnov 2018
CountryAustria
CityGraz
Period14/02/1816/02/18
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    Polster, S. C., Renner, H., Schmaranz, R., Rupp, C., & Tengg, C. (2018). Regionaler Netzwiederaufbau - Voraussetzungen und Herausforderungen. Paper presented at 15. Symposium Energieinnovation, Graz, Austria.