TY - CHAP A1 - Goetz, Rebecca A1 - Rauch, Johannes A1 - Brückl, Oliver ED - Schulz, Detlef T1 - Techno-economic analysis of reactive power sources T2 - NEIS 2021, Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems: Hamburg, 13.-14. September 2021 N2 - This paper presents different options to provide reactive power in electricity grid systems. Since conventional power plants are being phased out and the reactive power demand tends to increase, alternative technologies are needed to cover it. reactive power sources are being defined and specified in this submission. A technical evaluation and an economic analysis of selected reactive power sources are carried out, based on interviews with manufacturers and operators. As well a multifactorial techno-economic comparison of the evaluated reactive power sources is presented. The technical analysis addresses reactive power control-ranges, stochastic parameters, lifespans, electrical losses and dynamics of re-active power sources. It states that power electronics allow faster setpoint changes than mechanical technologies can achieve, but at the same time this is associated with the highest electrical losses of the reactive power sources considered here. Considering the economic analysis, relative investment costs per reactive power of conventional compensation systems turn out to be the most cost-efficient. With regard to the multifactorial techno-economic comparison, it is im-portant not only to standardize on reactive power that can be provided, but also to include the additional system-relevant properties of technologies in the evaluation as well as the costs in operation. Y1 - 2021 UR - https://ieeexplore.ieee.org/document/9698281/ SN - 978-3-8007-5651-3 SP - 286 EP - 291 PB - VDE-Verlag ER - TY - CHAP A1 - Klitsman, Maksym A1 - Brückl, Oliver A1 - Eller, Johannes ED - Schulz, Detlef T1 - Analysis and simulation of the population driving behaviour and charging processes at different charging station types with electric vehicles T2 - NEIS 2021, Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems: 13-14. September 2021, Hamburg N2 - Electric vehicles are one of the important components of the energy transition, which is necessary for the CO2 emission reduction. In order to estimate the influence of electromobility on electric grids at present day and in the future, the generation of realistic charge profiles is necessary. The main objective of this study is the development of an algorithm, which generates realistic charge time series of electric vehicles. The very huge and detailed input surveys enable to define different population groups, representing specific driving behaviour. These groups are then composed and scaled up, according to the statistical population structure of a chosen town or city in Germany, and show typical driving behaviour of all inhabitants. The charge profiles are calculated for several charge station types, based on daily electric vehicle user mobility, day type and household type. In addition, charge process occurrence is evaluated through a model, involving charge infrastructure presence, attractiveness of corresponding charge station type and charge process necessity. Y1 - 2021 SN - 978-3-8007-5651-3 SP - 254 EP - 260 PB - VDE-Verlag ER - TY - CHAP A1 - Brückl, Oliver A1 - Wildfeuer, M. A1 - Schächinger, J. T1 - Systemdienstleistungen durch Biogasanlagen T2 - Biogas in der Landwirtschaft - Stand und Perspektiven: 7. FNR/KTBL-Onlinetagung 29.-30.09.2021, Darmstadt KW - Biogasanlage Y1 - 2021 SN - 978-3-945088-83-8 SP - 92 EP - 101 CY - Darmstadt ER - TY - CHAP A1 - Sippenauer, Thomas A1 - Brückl, Oliver A1 - Henneke, Markus T1 - Verankerung von Flexibilität in der Netzplanung T2 - Zukünftige Stromnetze: 27.-28. Januar 2021, 03.-04. Februar 2021 N2 - Die Energiewende führt zu einem steigenden Zubau erneuerbarer Energieerzeugungsanlagen im Verteilungsnetz. Ebenso ist mit einem verstärkten Zuwachs der Elektromobilität zu rechnen, der zu einer weiteren Ausreizung der zulässigen Spannungsbereiche und Leitungsauslastungen beitragen kann. Um die Aufnahmefähigkeit des Verteilungsnetzes zu erhöhen, wurden in der Vergangenheit verschiedene Lösungen entwickelt und etabliert. Ein zusätzlicher Baustein zur Behebung von Netzengpässen und Spannungsproblemen sind zeitliche Verlagerungen von Einspeisungen und Verbrauchslasten in der Mittelspannungsebene. Diese sogenannten Flexibilitätsmaßnahmen sind derzeit noch nicht Stand der Technik. Um einen hohen Nutzen stiften zu können, indem sie zu einer effizienten Einsparung an Asset beitragen, müssen sie in der Netzplanung abbildbar gemacht werden. Dazu sind einerseits geeignete technische und zuverlässigkeitstheoretische Anforderungen an die Flexibilitätsmaßnahmen herauszuarbeiten, um eine möglichst hohe Gesamteffizienz bei Netz- und Anlagenbetreibern zu erzielen und andererseits ein Verfahren zu finden, mit dem Manipulationsmöglichkeiten (INC-DEC-Gaming) ausgeschlossen bzw. geringgehalten werden können. KW - Netzplanung KW - Flexibilität KW - Manipulationsrisiken KW - Feldversuch Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55632 SN - 978-3-948176-12-9 SP - 79 EP - 92 PB - Conexio GmbH CY - Pforzheim ER - TY - CHAP A1 - Grab, Robin A1 - Rauch, Johannes A1 - Götz, Rebekka A1 - Brückl, Oliver A1 - Eichner, Stefan A1 - Engel, Bernd T1 - Q-Dynamik: Blindleistungsstellgeschwindigkeiten im Verteilnetz T2 - Zukünftige Stromnetze: 27.-28. Januar 2021, 03.-04. Februar 2021, Tagungsunterlagen N2 - Mit der Energiewende geht eine starke Dezentralisierung der Energieeinspeisung einher. So sind im Deutschland des Jahres 2020 rund 31.000 Windenergieanlagen (WEA) in Betrieb, während bei der Solarenergie vor kurzem die zweimillionste Photovoltaik-Anlage (PVA) installiert wurde. Fast alle diese dezentralen Energieressourcen (DER) sind nach den Einspeiserichtlinien der Vergangenheit und der Gegenwart in der Lage, Blindleistung bereitzustellen, um die Spannung im Netz zu regeln und zum Blindleistungsausgleich beizutragen. Weitere potentielle dezentrale Blindleistungsquellen wie Blockheizkraftwerke, Kompensationsanlagen und perspektivisch sogar Verbraucher und Speicher sind im Verteilnetz zu finden. Durch den stetigen Rückbau konventioneller Großkraftwerke, welche dem Übertragungsnetz bisher als Blindleistungsquellen zur Verfügung standen, bedarf es einer Untersuchung mit der Fragestellung, in welchem Maß die neue Erzeugungslandschaft auch in diesem Feld als Ersatz dienen kann. Ein mögliches Hindernis für einen breitangelegten Einsatz von DER zu Zwecken des spannungsebenenübergreifenden Blindleistungsmanagements ist mangelndes Wissen über die Regeldynamik dieser verteilten Blindleistungsquellen. Übertragungs- und Verteilnetzbetreiber, die DER aktiv für Blindleistungsausgleich oder statische Spannungsregelung einsetzen, geben in der Regel ihre Blindleistungsanforderungen in kleineren Stufen mit erheblichen Latenzzeiten zwischen zwei Schritten weiter. Befürchtet wird, dass schnellere Sprünge in der Blindleistungsvorgabe zu instabilen Betriebszuständen oder anderweitigen Fehlfunktionen im Netz führen können. Eine genauere Kenntnis der dynamischen Fähigkeiten vorhandener Blindleistungsquellen sowie der Auswirkungen auf die Netzstabilität und den Netzschutz könnte dazu beitragen, die Geschwindigkeit der Blindleistungsbereitstellung zu optimieren und somit temporäre Spannungsschwankungen und -verluste zu minimieren und die Spannungsstabilität insgesamt zu verbessern. Durch eine entsprechende Regelungs- und Einsatzstrategie kann ein optimales Zusammenspiel der verschiedenen Technologien zur Deckung der Blindleistungsbedarfe für unterschiedliche Zeitbereiche erzielt werden. Hierfür ist eine genaue Kenntnis der Blindleistungsstellgeschwindigkeiten und des dynamischen Regelverhaltens erforderlich. Dieser Beitrag stellt dazu Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt „Q-Integral“ vor. Um die relevanten Zeitkonstanten der Blindleistungsbereitstellung vollständig aufzuführen, werden zunächst typische Kommunikationszeiten für die Übermittlung von Sollwerten diskutiert. Anschließend werden Untersuchungen zu theoretischen und praktischen Reaktionszeiten verschiedener Blindleistungsquellen vorgestellt. Dafür werden verschiedene Technologien wie Umrichter für PVA, Batteriespeicher und WEA sowie Synchrongeneratoren, die bei thermischen Kraftwerken die dominierende Technologie sind, betrachtet. Abschließend werden diese Werte mit realen Blindleistungsstellgeschwindigkeiten von ausgedehnten Wind- und Solarkraftwerken verglichen. KW - Blindleistung KW - Blindleistungsmanagement KW - Q-Dynamik KW - Blindleistungsquellen KW - Verteilungsnetz Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58762 SN - 978-3-948176-12-9 SP - 46 EP - 55 PB - Conexio-PSE GmbH CY - Pforzheim ER - TY - RPRT A1 - Brückl, Oliver A1 - Eller, Johannes A1 - Adelt, Christian A1 - Gschossmann, David A1 - Kraus, Hermann A1 - Rauch, Johannes A1 - Sippenauer, Thomas A1 - Susewind, Andreas A1 - Wildfeuer, Matthias T1 - Zukünftige Beschaffung von Blindleistung II : Endbericht zum Dienstleistungsauftrag N2 - Die vorliegende Studie befasst sich mit der Ermittlung des Bedarfs an Blindleistung für das gesamte deutsche Stromnetz auf Grundlage des NEP 2030 (2019) bis zum Jahr 2035. Die Verteilungsnetze werden dabei in ihrem Blindleistungsverhalten möglichst realitätsnah nachgebildet. Neben Maßnahmen zur Senkung des Blindleistungsbedarfs werden Möglichkeiten zur effizienten Deckung aufgezeigt. Darüber hinaus werden die mit der Blindleistungsbereitstellung verbundenen Kosten sowie die Methodik der Be-darfsermittlung beleuchtet. KW - Blindleistung Y1 - 2021 UR - https://www.bundeswirtschaftsministerium.de/Redaktion/DE/Publikationen/Studien/blindleistungsstudie-ii.pdf?__blob=publicationFile&v=1 ER -