Toolbox für die Stromnetze

80 Pages·2017·1.2 MB·German

by  Agora Energiewende

Toolbox für die
Stromnetze

Für die künftige Integration von
Erneuerbaren Energien und für
das Engpassmanagement
STUDIE
Toolbox für die
Stromnetze
IMPRESSUM
STUDIE DURCHFÜHRUNG DER STUDIE
Toolbox für die Stromnetze Verfasser Kapitel 2 und 3
Energynautics GmbH
Für die künftige Integration von Robert-Bosch-Straße 7 | 64293 Darmstadt
Erneuerbaren Energien und für das Dr. Nis Martensen, Sabrina Hempel,
Engpassmanagement Daniel Masendorf
ERSTELLT IM AUFTRAG VON Verfasser Kapitel 1 und 4
Agora Energiewende
Agora Energiewende Dr. Stephanie Ropenus, Philipp Godron,
Anna-Louisa-Karsch-Straße 2 | 10178 Berlin Frank Peter, Dr. Matthias Deutsch
T [phone]
F [phone]
www.agora-energiewende.de
[email protected]

PROJEKTLEITUNG
Dr. Stephanie Ropenus
[email protected]
CO-PROJEKTLEITUNG
Philipp Godron
Dr. Matthias Deutsch
Satz: UKEX GRAPHICr
Titelbild: photocase/maspi
Bitte zitieren als:
Agora Energiewende und Energynautics (2018):
Toolbox für die Stromnetze – Für die künftige
Integration von Erneuerbaren Energien und für
das Engpassmanagement.
123/01-S-2018/DE Studie im Auftrag von Agora Energiewende.
Veröffentlichung: Januar 2018
Gedruckt auf 100 % Recycling Naturpapier www.agora-energiewende.de
Vorwort
Liebe Leserin, lieber Leser,
der Übertragungsnetzausbau ist ein wesentlicher besseren Auslastung der Netze stellen, um nach 2030
Baustein der Energiewende, da nur so die stetig nicht in eine ähnliche Situation zu geraten wie heute.
steigenden Windstrommengen von Nord- nach
Süddeutschland transportiert werden können. Die Diese Kurzstudie stellt fünf Maßnahmen für eine
beschlossenen Netzausbaumaßnahmen werden optimale Ausnutzung der bestehenden Stromnetze und
jedoch erst nach 2025 vollständig realisiert sein. Bis die künftige Integration Erneuerbarer Energien vor.
dahin sind insofern Netzengpässe vorprogrammiert – Hierzu gehören netzseitige Maßnahmen, die bereits
mit der Folge, dass Windstrom abgeregelt wird und Stand der Technik sind und kurzfristig umgesetzt
die Netzbetreiber Redispatch-Maßnahmen ergrei- werden können. Außerdem öffnet die Studie den Blick
fen, um die einheitliche Preiszone in Deutschland für 2030, wenn die großen Stromautobahnen realisiert
zu stützen. Dies verursacht Kosten: Im Jahr 2016 sind und die fortschreitende Digitalisierung innova-
betrugen sie etwa 600 Millionen Euro, im Jahr zuvor tive Möglichkeiten bei der Netzsteuerung bietet.
900 Millionen Euro. Die Frage ist daher, wie man
kurzfristig auf den bestehenden Stromtrassen mehr Ich wünsche Ihnen eine anregende Lektüre!
Strom transportieren kann – und so die Kosten sen-
ken. Auch langfristig, wenn einmal die Gleichstrom- Dr. Patrick Graichen
trassen gebaut sind, wird sich die Frage nach einer Direktor Agora Energiewende
Ergebnisse auf einen Blick:
Mit einem „Sofortprogramm Bestandsnetze“ können die Kosten für Redispatch und für die Abre-
gelung von Erneuerbare-Energien-Strom deutlich gesenkt werden, bis der Ausbau der Stromauto-
1
bahnen realisiert ist. So kann eine höhere Auslastung der Bestandsnetze mit einem Vorlauf von
zwei bis vier Jahren technisch problemlos umgesetzt werden.
Zur optimierten Auslastung der Netze gehört ein Bündel an Maßnahmen, das kurzfristig den flächen -
deckenden Rollout von Freileitungsmonitoring und Hochtemperaturleiterseilen sowie den gezielten
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Bau von Phasenschiebern zur Lastflusssteuerung umfasst. Zudem kann der netzdienliche Einsatz
von Speichern die Effizienz bei der Netzengpassbewirtschaftung erhöhen.
Bundesnetzagentur und Netzbetreiber sollten Roadmaps für die flächendeckende Einführung der
Maßnahmen vereinbaren, verbunden mit klaren Zeitzielen. Etwaige regulatorische und organisatori-
3 sche Hemmnisse können zügig abgebaut werden. Bislang genießen Maßnahmen zur Steigerung der
Kapazitäten im Bestandsnetz weder in Genehmigungsprozessen noch in der Umsetzung eine hohe
Priorität. Bei entsprechender Fokussierung kann jedoch bis 2021 und 2023 viel realisiert werden.
Längerfristig ermöglicht die Einführung einer innovativen, automatisierten Systemführung eine
höhere Auslastung der Stromnetze. Kurze Reaktionszeiten durch automatisierte, schnelle Steuerungs-
zugriffe kombiniert mit Online-Dynamic Security Assessment erlauben einen reaktiven, fehlerbasierten
4 Redispatch. Um das hohe Sicherheitsniveau des deutschen Stromsystems aufrechtzuerhalten, sind
jedoch noch eine Vielzahl von Fragen zu analysieren und Prozesse zu definieren. Unter Federführung
der Bundesnetzagentur sollte schon jetzt eine Roadmap zur Strukturierung und Umsetzung ent-
worfen werden, damit diese im Laufe der 2020er Jahre nach und nach umgesetzt werden können.
3
Agora Energiewende | Toolbox für die Stromnetze - Für die künftige Integration von Erneuerbaren Energien
DANKSAGUNG AN DEN BEGLEITKREIS DANKSAGUNG AN GUTACHTER
Wir danken den Mitgliedern des Begleitkreises Wir danken den Gutachtern Prof. Dr.-Ing. M atthias
für ihren Beitrag zu den Diskussionen. Die Ergeb- Luther und Prof. Dr.-Ing. Albert Moser für ihre
nisse und Schlussfolgerungen stellen jedoch nicht wertvollen Anregungen und Kommentare.
notwendigerweise die Meinung der Mitglieder
des Begleitkreises dar. Die Verantwortung hierfür Die Ergebnisse und Schlussfolgerungen stellen
liegt ausschließlich bei Agora E nergiewende und jedoch nicht notwendigerweise ihre Meinung dar.
den beteiligten Instituten (Energynautics GmbH). Die Verantwortung hierfür liegt ausschließlich bei
Im Begleitkreis waren vertreten: Agora Energiewende und Energynautics.
- Wilhelm Appler, Dr. Dirk Biermann –
50Hertz Transmission GmbH
- R aphael Görner, Prof. Dr. Jochen Kreusel – ABB AG
- Dr. Gerd Rosenkranz – Agora Energiewende
- Peter Barth – Amprion GmbH
- Julia Rufin – Bundesministerium für Umwelt,
Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB)
- Thorsten Falk, Dr. Arne Genz, Fabian Kliche –
Bundesministerium für Wirtschaft und
Energie (BMWi)
- Dr. Markus Doll – Bundesnetzagentur für
Elektrizität, Gas, Telekommunikation,
Post und Eisenbahnen (BNetzA)
- Sebastian Winter – Bundesverband der
Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (BDEW)
- Holger Loew – Bundesverband Erneuerbare
Energie e.V. (BEE)
- Dr. Christoph Maurer – Consentec GmbH
- Prof. Dr.-Ing. Albert Moser – Institut und
Lehrstuhl für Elektrische Anlagen und Energie-
wirtschaft (IAEW) der RWTH Aachen
- Prof. Dr.-Ing. Matthias Luther – Lehrstuhl für
Elektrische Energiesysteme (EES), Friedrich-
Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
- Antina Sander – Renewables Grid Initiative (RGI)
- Prof. Dr. Rainer Krebs – Siemens Energy
Management, Digital Grid und Otto-von-
Guericke-Universität Magdeburg (OvGU)
- Carsten Siebels – TenneT TSO GmbH
- Dr. Reinhold Buttgereit, Jens Langbecker –
TransnetBW GmbH
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Inhalt
Vorwort 3
Zusammenfassung 7
Zielsetzung der Kurzstudie 7
Herausforderungen für den Netzbetrieb 7
Toolbox: Fünf Maßnahmen für eine optimale Ausnutzung
der bestehenden Stromnetze 8
Handlungsempfehlungen 10
1. Was bedeutet die Energiewende für die Stromnetze –
Trends, Treiber und regulatorischer Rahmen 13
1.1. Einleitung 13
1.2. Zielsetzung und Aufbau der Kurzstudie 16
1.3. Schwerpunkt und Abgrenzung der Kurzstudie 16
1.4. Aufbau der Kurzstudie 18
1.5. Trends und Treiber der Entwicklungen im Stromsektor
und in den Stromnetzen 19
1.6. Netzausbau und Netzbetrieb: der regulatorische Rahmen 23
1.6.1. Netzausbau 23
1.6.2. Netzbetrieb 26
1.6.3. Einordnung von EinsMan und Redispatch 29
2.1. B edingungen des sicheren N etzb etriebs 31
2. Netzbetrieb in Gegenwart und Zukunft 31
2.2. Fehlerfälle und ihre Auswirkungen 32
2.2.1. Fehlerfälle 33
2.2.2. Auswirkungen 33
2.3. Thermische Grenzen 34
2.4. Stabilitätsgrenzen 35
3.1. Auswahl der Werkzeuge und Bewertungskriterien 37
3. Toolbox für Stromnetze der Zukunft 37
3.2. H ochtemperaturleiterseile und F reileitungsmonitoring 38
3.2.1. Beschreibung und Abgrenzung 38
3.2.2. Anwendungsfälle 40
3.2.3. Bewertung, Anwendungsgrenzen und Hemmnisse 41
3.3. N etzdienlicher Einsatz von Speichern 43
3.3.1. Beschreibung und Abgrenzung 43
3.3.2. Anwendungsfälle 45
3.3.3. Bewertung, Anwendungsgrenzen und Hemmnisse 46
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3.4. Lastflusssteuerung im Über tragungsnetz 49
3.4.1. Beschreibung und Abgrenzung 49
3.4.2. Anwendungsfälle 51
3.4.3. Bewertung, Anwendungsgrenzen und Hemmnisse 52
3.5. O nline-Assistenzsysteme (Online-DSA) für die Netzleitstelle 53
3.5.1. Beschreibung und Abgrenzung 53
3.5.2. Anwendungsbeispiele 55
3.5.3. Bewertung, Anwendungsgrenzen und Hemmnisse 57
3.6. W eiterentwicklung des (n-1)-Kriteriums 58
3.6.1. Beschreibung und Abgrenzung 58
3.6.2. W eitere aktuelle Forschungsprojekte und Studien 60
3.6.3. Bewertung, Anwendungsgrenzen und Hemmnisse 61
4. Handlungsempfehlungen 63
4.1. Kurzfristige Maßnahmen (Zeitraum: 2020 bis 2025) 63
4.1.1. Hochtemperaturleiterseile und Frei leitungsmonitoring 63
4.1.2. Lastflusssteuerung im Übertragungsnetz 64
4.1.3. Weiterentwicklung des Regelwerks zur Integration
kurzfristiger Ad-hoc-Maßnahmen im Netzentwicklungsplan 64
4.2. M ittel- und langfristige Maßnahmen (Zeitraum: bis 2030) 65
4.2.1. Einführung von Online-Assistenzsystemen (Online-DSA) für die Netzleitstelle 65
4.2.2. Weitere Automatisierung der System führung 66
4.2.3. Weiterentwicklung des (n-1)-Kriteriums mithilfe
eines probabilistischen Ansatzes der Versorgungssicherheit 67
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STUDIE | Toolbox für die Stromnetze - Für die künftige Integration von Erneuerbaren Energien
Zusammenfassung
Im früheren deutschen Stromversorgungssystem Obgleich 2016 ein Rückgang zu verzeichnen war, sind
speisten Großkraftwerke in das Übertragungsnetz die Zahlen im ersten Quartal 2017 mit 5.548 GWh
ein. Von dort aus wurde die elektrische Energie über Redispatch-Volumen wieder gestiegen. Die steigen-
das Verteilnetz zum Verbraucher transportiert. Die den Redispatch- und Einspeisemanagement-Men-
Energiewende und die zunehmende europäische gen können zur Akzeptanz- und Kostenfrage für die
Marktintegration führen zu neuen Anforderungen Energiewende werden, da sie sich in den Netzentgel-
an Netzplanung und Netzbetrieb. Es kommt zu einer ten niederschlagen, welche von den Endkunden zu
Verlagerung von den Erzeugungsschwerpunkten der zahlen sind.
Großkraftwerke zu einem eher flächigen Zubau von
Erneuerbare-Energien-Anlagen. Mit einer Zunahme
an Onshore-Windenergie- und Photovoltaikanlagen Zielsetzung der Kurzstudie
wird mehr Strom direkt in die Verteilnetze einge-
speist. Offshore-Windparks produzieren hingegen Vor dem Hintergrund der Verzögerungen beim
Strom vor den Küsten Deutschlands, der über die Netz ausbau und der damit verbundenen Heraus-
Netzverknüpfungspunkte an Land in das Übertra- forderungen ist es das Ziel dieser Kurzstudie, netz­
gungsnetz gelangt und zu den Verbrauchszentren seitige Maßnahmen für eine optimale Ausnutzung
transportiert werden muss. Das Übertragungsnetz ist der bestehenden Stromnetze und für die Integration
somit eine wichtige Voraussetzung für den groß- Erneuerbarer Energien darzustellen. Die Maßnah-
räumigen Austausch zwischen Erzeugungs- und men werden im Rahmen einer Toolbox vorgestellt,
Laststandorten und die Integration von Erneuerba- es werden ihre Anwendungsfälle beschrieben und
ren Energien (EE). Der Ausbau des innerdeutschen regulatorische Handlungsempfehlungen gegeben. Der
Stromnetzes ist zudem für den grenzüberschreiten- Fokus dieser Studie liegt auf dem Übertragungsnetz.
den Stromtransport und die europäische Marktinteg- Die vorgestellten kurzfristigen Maßnahmen (Zeit-
ration notwendig. horizont: 2020) können Stromleitungen kurzfristig
entlasten und dadurch Redispatch sowie Einspeise-
Traditionell folgt der Netzausbau den geografi- management reduzieren. Die langfristigen Maß­
schen als auch den strukturellen Veränderungen in nahmen (Zeithorizont: 2030) können, insbesondere
Strom erzeugung und -verbrauch. Es besteht großer verbunden mit den Möglichkeiten der Digitalisierung
Netzausbaubedarf: Auf Übertragungsnetzebene (Sensorik und Aktorik), zu einer besseren Auslastung
sind bislang rund 850 Kilometer der vorgesehenen der Bestandsnetze führen – und damit künftigen
7.700 Kilometer an Netzausbau- und Netzverstär- Netzausbau reduzieren oder teilweise sogar vermei-
kungsmaßnahmen aus dem Bundesbedarfsplange- den. Die Notwendigkeit des vorgesehenen Netzaus-
setz und dem Energieleitungsausbaugesetz realisiert baus gemäß Bundesbedarfsplangesetz wird dabei
(Stand: 2. Quartal 2017). Wenn die Übertragungs- nicht infrage gestellt.
kapazität für den Stromtransport nicht ausreicht,
entstehen Netzengpässe. In diesem Fall müssen die
Netzbetreiber Maßnahmen wie Redispatch und Herausforderungen für den Netzbetrieb
Einspeisemanagement (Abregelung von EE-Anlagen)
ergreifen. Im Vergleich zu 2014 hat sich im Jahr 2015 Die Einspeisung aus Wind- und Solarenergie
das Redispatch-Volumen mehr als verdreifacht, schwankt innerhalb kurzer Zeiträume um nahezu
auf 16.000 Gigawattstunden (GWh) im Jahr 2015. die gesamte in der betroffenen Region installierte
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Erzeugungskapazität. Auch der Strombedarf unter- Toolbox: Fünf Maßnahmen für eine
liegt zeitlichen Schwankungen. Hinzu kommen optimale Ausnutzung der bestehenden
grenzüberschreitende Lastflüsse an den Kuppel- Stromnetze
stellen des Übertragungsnetzes. Die Betreiber des
Übertragungsnetzes müssen eine größere Vielfalt an Die fünf Maßnahmen – oder „Tools“ – für eine opti-
Betriebssituationen als bisher sicher beherrschen male Ausnutzung der Stromnetze haben verschie-
können. Netzengpässe entstehen, wenn ein elektri- dene Anwendungsfälle. Es gibt daher keine Univer-
sches Betriebsmittel (zum Beispiel eine Leitung oder sallösung, sondern es geht vielmehr darum, je nach
ein Transformator) den notwendigen Leistungsbedarf Anwendungsfall die Tools komplementär einzusetzen.
nicht übertragen kann. Gegenwärtig sind hierbei die
thermischen Grenzen im Netzbetrieb ausschlagge- → Freileitungsmonitoring und Hochtemperatur­
bend. Mit steigendem Stromfluss in einer Stromlei- leiterseile: Bei der Netzausbauplanung gilt das
tung steigt deren Temperatur. Die aus der Erwärmung sogenannte NOVA-Prinzip: Netz-Optimierung vor
resultierende Längenänderung der Leiter führt zu -Verstärkung vor -Ausbau. Freileitungsmonitoring
einem erhöhten Durchhang der Leiterseile. Damit der (FLM) und Hochtemperaturleiterseile (HTLS) sind
Leiterseildurchhang bei Freileitungen nicht zu groß klassische NOVA-Maßnahmen, um das bestehende
wird, muss die Leitertemperatur begrenzt werden. Netz besser auszunutzen oder zu ertüchtigen. Die
Bei Erdkabeln ist im Gegensatz zu Freileitungen die Berechnung der maximalen Strombelastbarkeit
Erwärmung des Isolationsmaterials der ausschlag- von Leitungen erfolgt nach einer DIN-Norm, die
gebende limitierende Faktor. In der Zukunft werden von statischen Annahmen bei Umgebungstempe-
netzdynamisches Verhalten und Stabilitätsgrenzen ratur, Globalstrahlung und Windgeschwindigkeit
bei dem Engpassmanagement eine zunehmende ausgeht. Hierdurch wird die eigentlich verfügbare
Rolle spielen. Beim Betrieb von Freileitungen betrifft Übertragungskapazität von Freileitungen zu einem
dies insbesondere die Spannungsstabilität sowie Großteil der Zeit nicht voll ausgenutzt (beispiels-
die transiente Stabilität und damit verbunden die weise, wenn viel Wind weht, dadurch die Leiter-
verfügbare Blindleistungskompensation. Bisher ist seile besser gekühlt werden und mehr durchgeleitet
die Grenze der Spannungsstabilität im deutschen werden könnte). Beim FLM werden mittels Senso-
Übertragungsnetz noch weitgehend unproblematisch, rik die Temperatur oder der Durchhang der Leitung
da die maximalen thermischen Betriebsströme der (direkte Methoden) oder die Wetterbedingungen
Leitungen meist deutlich unter dieser Grenze liegen. an der Leitung (indirekte Methode) beobachtet,
Dies kann sich durch Netzoptimierung und Netzver- und der maximal zulässige Strom wird dynamisch
stärkung aber ändern: Wird bei ansonsten ähnlichen angepasst. Der Einsatz von HTLS stellt eine Form
Leitungsparametern die Stromtragfähigkeit von der Netzverstärkung dar: Es erfolgt eine Umbe-
Leitungen erhöht (zum Beispiel durch den Einsatz seilung auf bereits bestehenden Trassen durch
von Freileitungsmonitoring oder Hochtemperaturlei- Leiterseile, die vor allem im Kern aus innovativen
terseilen), gewinnt automatisch die Stabilitätsgrenze Materialien bestehen, die bei steigenden Tempe-
an Bedeutung, da sie durch diese Maßnahmen nicht raturen eine geringere Längenänderung aufweisen
wesentlich verändert wird. Anstelle des (angehobe- als die herkömmlichen ACSR-Leiter (Aluminium
nen) thermischen Limits wirkt dann das Stabilitäts- Conductor Steel Reinforced). Der Einsatz von HTLS
limit als begrenzender Faktor für den Betrieb eines ermöglicht etwa 50 bis 100 Prozent mehr Über-
Stromnetzes. tragungskapazität als herkömmliche Leiter. Durch
FLM und HTLS wird die thermische Grenze der
Leitungen angehoben. Neben zusätzlichem Netz-
ausbau lassen sich durch den Einsatz von FLM und
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STUDIE | Toolbox für die Stromnetze - Für die künftige Integration von Erneuerbaren Energien
HTLS auch Redispatch und Einspeisemanagement matoren (auch Querregeltransformatoren genannt),
verringern. Zu beachten sind bei ihrem Einsatz FACTS (Flexible AC Transmission Systems)
sonstige Grenzen (zum Beispiel Stabilitätsgrenzen), und HGÜ-Systeme (Hochspannungs-Gleich-
die Einhaltung der Grenzwerte für elektrische und strom-Übertragung). Mittels Lastflusssteuerung
magnetische Felder sowie Wechselwirkungen der kann Strom von einer überlasteten Leitung auf
erhöhten elektromagnetischen Feldstärken mit eine nicht ausgelastete Leitung verlagert werden.
kreuzenden Rohrleitungen anderer Netze wie dem Es handelt sich um eine Maßnahme, die kurz- bis
Gasnetz. mittelfristig umgesetzt werden kann. Die Quer-
regler können innerhalb eines bereits bestehenden
→ Netzdienlicher Einsatz von Speichern: Die Umspannwerks oder an einem neuen Standort
Mehrfachnutzung von Speichern wird auch als errichtet werden, der netztechnisch geeignet ist.
Multi-Use bezeichnet. Am Höchstspannungsnetz
sind heute vor allem Pumpspeicherkraftwerke → Online Dynamic Security Assessment für die
angeschlossen, die im Rahmen des Redispatch Netzleitstelle: Die Änderungen im Stromversor-
regelmäßig reaktiv genutzt werden, wenn eine gungssystem und die Einführung neuer Betriebs-
Anpassung ihrer Leistung für das Engpassma- mittel führen zu einer steigenden Komplexität
nagement im Übertragungsnetz sinnvoll ist. Die im Netzbetrieb. Die verlässliche Beurteilung von
Errichtung neuer Speicher am Übertragungsnetz Netzzuständen ist für die Wahrung des hohen
für den Ausgleich der variablen EE-Einspeisung Niveaus der Versorgungssicherheit von ent-
ist aufgrund hoher Speicherkosten und niedriger scheidender Bedeutung. Durch die Erhöhung der
Spreads aus volkswirtschaftlicher und betriebs- thermischen Grenzen (beispielsweise durch die
wirtschaftlicher Perspektive derzeit nicht sinn- Einführung von FLM und HTLS) gewinnen die
voll. Jedoch kann für die proaktive Vermeidung Stabilitätsgrenzen zunehmend an Relevanz. Dyna-
von Netzengpässen die Nutzung von bestehenden mic Security Assessment (DSA) ist ein Tool, das
Speichern sinnvoll sein. Auf Verteilnetzebene insbesondere in der Netzplanung angewandt wird,
bestehen hingegen ökonomische Anreize für die um die dynamische Netzsicherheit zu beurteilen
Installation neuer Speicher, beispielsweise im (Bewertung der Systemstabilität und Netzsicher-
Rahmen der Befreiung von Entgelten und Umla- heit im Verlauf einer Störung). Im Gegensatz zum
gen (Eigenstromprivileg) und der KfW-Förderung bisherigen konventionellen Offline-DSA beinhaltet
von Photovoltaik-Speicher-Systemen. Hier ergibt Online-DSA als Online­Assistenzsystem einen
sich ein Zusammenspiel zwischen Verteilnetz schnellen Screeningprozess des aktuellen Netzzu-
und dem Übertragungsnetz: Sofern netzkritische standes. Dadurch wird eine Echtzeitanalyse der
Zeitpunkte für das Verteilnetz nicht mit den kriti- Netzstabilität möglich, die den aktuellen Zustand
schen Betriebssituationen des Übertragungsnet- berücksichtigt und keine langfristigen Vorhersagen
zes zusammenfallen, kann die Flexibilität aus den benötigt. Dies hat den Vorteil, dass weniger als bis-
Verteilnetzen auch in hohem Maße für das Über- her zur Bestimmung der Übertragungsgrenzen auf
tragungsnetz nutzbar gemacht werden. Abschätzungen mit „Sicherheitspuffer“ zurückge-
griffen werden muss. Da gegenwärtig im Netzbe-
→ Lastflusssteuerung im Übertragungsnetz: Durch trieb die thermischen Grenzen maßgeblich sind,
den koordinierten Einsatz lastflusssteuernder Ele- kann kurzfristig keine Einsparung von Netzausbau
mente wird eine Vergleichmäßigung der Lastflüsse oder Engpassmanagement erreicht werden. Wenn
im Netz bewirkt und damit die Übertragungs- die Stabilitätsgrenzen mittelfristig im Netzbetrieb
kapazität besser ausgelastet. Lastflusssteuernde bei der Begrenzung der Übertragungsleistung
Netzbetriebsmittel sind Phasenschiebertransfor- relevanter werden, ist der Einsatz von Online-DSA
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Agora Energiewende | Toolbox für die Stromnetze - Für die künftige Integration von Erneuerbaren Energien
eine Grundvoraussetzung für die Beurteilung der nahme). Ein weiterer Ansatz ist die p robabilistische
Auslastung der Leitungen. Ob dies aber in einem Bewertung der Versorgungssicherheit: Dabei wird
Maße geschieht, dass sich mit Online-DSA eine das (n-1)-Kriterium so erweitert, dass in Form
signifikante Steigerung der effizienten Netzaus- deterministischer und probabilistischer Methoden
lastung erzielen lässt, ist zum jetzigen Zeitpunkt die genannten Eintrittswahrscheinlichkeiten der
schwer absehbar. prognostizierten Betriebssituationen und Betriebs-
mittelausfälle sowie deren Folgen in die Bewer-
→ Weiterentwicklung des (n­1)­Kriteriums und tung einbezogen werden. Die hier ausgeführten
weitere Automatisierung der Systemführung: Das Maßnahmen werden im mittel- bis langfristigen
(n-1)-Kriterium findet als Sicherheitsstandard bei Zeitraum bis 2030 relevant. Als technische Vor-
der Netzbetriebsführung Anwendung. Es besagt, aussetzungen müssen Betriebsmittel zur Lastfluss-
dass bei Ausfall oder Abschaltung eines Betriebs- steuerung sowie die zuverlässige Steuerung einer
mittels im Übertragungsnetz die Netz sicherheit ausreichend großen Anzahl flexibler Erzeuger und
ohne weitere Gegenmaßnahmen gewährleis- Lasten verfügbar sein.
tet bleibt. Um einen (n­1)­sicheren Betrieb zu
gewährleisten, müssen im Übertragungsnetz also
redundante Betriebsmittel (zum Beispiel Leitungen Handlungsempfehlungen
und Transformatoren) vorgehalten werden, die im
Normalfall nicht voll ausgelastet sind und im Feh- Für die Umsetzung der fünf Maßnahmen der Netze-
lerfall den Strom des ausgefallenen Betriebsmittels Toolbox bedarf es regulatorischer Anreize und des
übernehmen können. Unter dem Begriff „Weiter- Abbaus von Hemmnissen. Zudem müssen bestimmte
entwicklung des konventionellen (n-1)-Krite- technische Voraussetzungen für die Umsetzung
riums“ werden Konzepte verstanden, die eine erfüllt sein.
höhere Auslastung der Betriebsmittel des Netzes
erlauben und zugleich sicherstellen, dass trotzdem Kurzfristige Maßnahmen (2020 bis 2025)
bei einem Ausfall von Betriebsmitteln weiterhin → Sofortprogramm „Schneller und flächendeckender
keine Grenzwertverletzungen oder Versorgungs- Rollout von Freileitungsmonitoring und Hochtem-
unterbrechungen auftreten. Ein Ansatz ist der peraturleiterseilen“:
sogenannte reaktive Redispatch: Anstelle – wie • Verpflichtung der Netzbetreiber, bis Ende 2021
gegenwärtig – präventiv bei Netzengpässen in den den Rollout von Sensorik und Kommunikations-
Netzbetrieb einzugreifen, bietet eine weitergehende technologie für ein flächendeckendes Freilei-
Automatisierung der Systemführung die Möglich- tungs- und Kabelmonitoring abzuschließen:
keit von automatisierten Eingriffen mit schnellen Roadmap mit Zeitplan für die Umsetzung bis Juni
Reaktionszeiten. Im fehlerfreien Normalbetrieb 2018.
wird damit die volle Auslastung der Betriebsmittel • Erstellung eines Plans „Rollout Hochtempe-
zugelassen; die (n-1)-Sicherheit wird durch erst raturleiterseile 2023“ mit Identifizierung und
im Fehlerfall erfolgende, kurative automatische Konkretisierung der Umsetzung auf geeigneten
Eingriffe sichergestellt. Der schnelle, fehlerba- Trassen innerhalb der nächsten fünf Jahre (dazu:
sierte Redispatch umfasst sowohl die Steuerung bis Juli 2018 Gutachten zur Umsetzung eines
von Erzeugungseinheiten als auch von zu- und breiten Einsatzes von HTLS).
abschaltbaren Lasten (marktbezogene Maßnahme). • Schaffung einer Transparenzplattform für den
Des Weiteren kann er mit Lastflusssteuerung Netzausbau als öffentlich zugängliche Datenbank
kombiniert werden, um durch den Fehler überlas- für einen Überblick, welche NOVA-Maßnahmen
tete Leitungen zu entlasten (netzbezogene Maß-
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