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Felix Vogt

Felix Vogt. Systemdienstleistungen (SDL) . Pool Aargau Nord - Ost . Systemdienstleistungen . Teil A: Einführung und Grundlagen Teil B: Regelenergiemarkt Schweiz. Agenda. Systemdienstleistungen. Teil A: Einführung und Grundlagen. Definition Systemdienstleistungen (SDL)

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Presentation Transcript

  1. Felix Vogt Systemdienstleistungen (SDL) Pool Aargau Nord - Ost

  2. Systemdienstleistungen Teil A: Einführung und Grundlagen Teil B: Regelenergiemarkt Schweiz Agenda

  3. Systemdienstleistungen Teil A: Einführung und Grundlagen Definition Systemdienstleistungen (SDL) Schwarzstart- und Inselbetriebsfähigkeit, Spannungshaltung Grundlagen Regelenergie Regelenergiearten: Primär- (PRL), Sekundär- (SRL) und Tertiärregelleistung (TRL) SDL am Beispiel eines Kraftwerkausfalles

  4. Teil A: Einführung und Grundlagen (1/14) StromVG Art. 4: „Die für den sicheren Betrieb der Netze notwendigen Hilfsdienste“ Systemkoordination Betriebliche Messungen Regelenergie (Primär-, Sekundär- und Tertiärregelung) Ausgleich der Wirkverluste Schwarzstart- und Inselbetriebsfähigkeit von Erzeugern Spannungshaltung StromVV Art. 20, Abs. 2 lit. b und c: „Die nationale Netzgesellschaft beschafft die Systemdienstleistungen in ei- nem marktorientierten, diskriminierungsfreien und transparenten Verfahren“ „Bei Gefährdung des stabilen Netzbetriebes ordnet sie die notwendigen Massnahmen an“ 1. Definition Systemdienstleistungen (SDL) durch Swissgrid erbracht marktbasierte Beschaffung durch Swissgrid tarifierte Vergütung

  5. Teil A: Einführung und Grundlagen (2/14) 2. Schwarzstart- und Inselbetriebsfähigkeit, Spannungshaltung Schwarzstartfähigkeit: Fähigkeit einer Erzeugungseinheit (Kraftwerk) ohne Inanspruchnahme von Fremdenergie anzufahren, z.B. nach einer Generalstörung oder einem Netz-zusammenbruch. Inselbetriebsfähigkeit: Möglichkeit, einen vom synchronen Netz abgetrennten Netzbereich mit Hilfe einer Erzeugungseinheit (Kraftwerk) über längere Zeit autonom versorgen zu können und dessen Betrieb somit innerhalb der zulässigen Grenzwerte für Netz-Betriebskenngrössen aufrechtzuerhalten.

  6. Teil A: Einführung und Grundlagen (3/14) Spannungshaltung • Spannungshaltung (Blindleistungsregelung): • Alle Massnahmen zur Einhaltung der Betriebsspannung innerhalb der zulässi-gen Toleranzwerte. Dazu erstellt Swissgrid täglich Spannungspläne mit Vorga-ben für Kraftwerke an bestimmten Einspeiseknoten. • Die Spannungshaltung erfolgt über den Austausch von Blindleistung: • Wird Blindleistung in ein Netz eingespeist, wird die Spannung am Einspei-sepunkt angehoben. • Wird Blindleistung einem Netz entzogen, wird die Spannung am Ausspei-sepunkt abgesenkt.

  7. Teil A: Einführung und Grundlagen (4/14) Spannungshaltung • Obligatorische Spannungshaltung: • Jeder Generator muss bei Wirk-leistungsabgabe ein obligatori-sches Blindleistungsband vorhal- ten können. • Die Leistungsvorhaltung wird nicht vergütet • Konform gelieferte Blindenergie wird mit 3 CHF/MVarh vergütet • Nicht konform gelieferte Blind-energie wird ab 1.1.2011 mit 6.1 CHF/MVar verrechnet Leistungsdiagramm

  8. Teil A: Einführung und Grundlagen (5/14) Spannungshaltung • Überobligatorische Spannungshaltung: • Zur Gewährleistung der Spannungs- haltung in einem Netzknoten, falls kein Wirkleistungsbetrieb mit obligat. Spannungshaltung verfügbar. Das überobligat. Blindleistungsband ist deutlich grösser als das obligatorische Blindleistungsband. • Keine Vorhaltepflicht • Tarifierte Vergütung pro Start und Betriebsstunde Leistungsdiagramm Überobligatorisches Blindleistungsband

  9. Teil A: Einführung und Grundlagen (6/14) 3. Grundlagen Regelenergie Regelenergie, bzw. Regelleistung (Wirkleistungsregelung): Hält das Gleichgewichtes zw. Produktion und Verbrauch in der Regelzone Gleicht die saldierten Abweichungen aller Bilanzgruppen aus(Lastschwankungen, Prognosefehler, Einspeiseschwankungen, KW-Ausfälle) Gewährleistet den sicheren Netzbetrieb bei einer möglichst konstanten Frequenz von 50Hz Strom lässt sich nicht in grossen Mengen speichern Zu jedem Zeitpunkt wird genau so viel elektrische Energie erzeugt, wie verbraucht wird Schwankungen zwischen Einspeisung und Ausspeisung von elektrischer Energie müssen folglich kurzfristig ausgeglichen werden Lieferanten von Regelenergie erhöhen oder senken Kraftwerksleistung ab

  10. Teil A: Einführung und Grundlagen (7/14) Grundlagen Regelenergie Regelenergie /-Leistung

  11. Teil A: Einführung und Grundlagen (8/14) Grundlagen Regelenergie Vor 1. Januar 2009: Mehrere geregelte Bilanzzonen (BZ) Verantwortlich: Verbundunternehmen Regelenergieprodukte: Keine Vergütung: Keine • Seit 1. Januar 2009: • 1 Regelzone CH • Verantwortlich: • Definierte Regelenergieprodukte • Vergütung der SDL

  12. Teil A: Einführung und Grundlagen (9/14) Grundlagen Regelenergie Gleichgewicht zw. Produktion und Verbrauch elektr. Energie Bilanzgruppe A Bilanzgruppe B Regelkraftwerk Regelzone • Wasserpegel entspricht Netzfrequenz der Regelzone • Verbraucher senken Pegel, Produzenten erhöhen Pegel

  13. Teil A: Einführung und Grundlagen (10/14) Regelenergie (RE) vs. Ausgleichsenergie (AE) Ausgleichsenergie: Ausgleich von Prognoseabweichungen auf Stufe der Bilanzgruppen (Abrechnungsmarkt, „buchhalterisch“) Regelenergie: Ausgleich von Prognoseabweichungen auf Stufe der Regelzone (Beschaffungsmarkt, „physikalisch“) Regelenergie ist die Ausgleichsenergie der Regelzone Der RE-Bedarf ergibt sich aus dem zu erwartenden Saldo der AE aller Bilanz-gruppen innerhalb der betrachteten Regelzone. Die Summe der AE kann um ein Vielfaches höher sein als die RE, da sich die Bilanzgruppen in der saldierten Betrachtung mitunter selbst ausgleichen. Regelzone unterdeckt (short) Bedarf an positiver Regelenergie Regelzone überdeckt (long) Bedarf an negativer Regelenergie

  14. Teil A: Einführung und Grundlagen (11/14) 4. Regelenergiearten: Primärregelleistung (PRL) Basiert auf einer Frequenzmessung Findet vollautomatisch und lokal im Turbinenregler des Kraftwerks statt Erbringung solidarisch durch gesamte UCTE Einsatzbereich 0-30s zur Stabili-sierung der Netzfrequenz „rotierende Reserve“

  15. Teil A: Einführung und Grundlagen (12/14) Sekundärregelleistung (SRL) Basiert auf Messwertsumme der Leistungen auf Grenzleitungen der Regelzone Findet vollautomatisch im zentralen Netzregler der Regelzone statt Erbringung durch betroffene Regelzone Einsatzbereich 30s bis 15Min. Zur Stabilisierung der Netzfrequenz „rotierende Reserve“

  16. Teil A: Einführung und Grundlagen (13/14) Tertiärregelleistung (TRL) Einsatz zur Entlastung der Sekundärregelung Gesamte Wirkleistungsreserve muss den Ausfall des grössten KW-Blocks abdecken Abruf wird manuell durch Swissgrid-Dispatcher ausgelöst Einsatzbereich nach Vorlaufzeit von 15 Min. zur Rückführung der Netzfrequenz auf den Sollwert von 50Hz. „stehende Reserve“ Stellwert der Regelzone CH Überwachung bei Swissgrid durch Dispatcher Aktivierung von Regelleistung bei Marktteilnehmern gemäss Merit-Ordnerliste

  17. Teil A: Einführung und Grundlagen (14/14) 5. SDL am Beispiel eines Kraftwerksausfalles PRL = Primärregelleistung SRL = Sekundärregelleistung TRL = Tertiärregelleistung Netzfrequenz gemäss Swissgrid

  18. Ende Teil A: Einführung und Grundlagen Fragen / Diskussion

  19. Systemdienstleistungen Teil B: Regelenergiemarkt Schweiz Produkte und Vergütungen SDL-Ausschreibungen Zulassungskriterien gemäss Swissgrid Marktteilnehmer, -Entwicklung und -Eigenschaften Wem werden SDL-Kosten angelastet? Weiterentwicklung und Ausblick

  20. Teil B: Regelenergiemarkt Schweiz (1/10) Quelle: Swissgrid, Dokument „Grundlagen SDL-Produkte Version 5.0“ vom 17.11.2009 1. Produkte und Vergütung A B

  21. Teil B: Regelenergiemarkt Schweiz (2/10) 2. SDL-Ausschreibungen Webportal Swissgrid, geschützter Zugang für Marktteilnehmer Manueller upload/download der Auktionsgebote/Resultate Ausschreibungskalender für Wochenauktionen („pay-as-bid“-Auktion): Liefer-/Verpflichtungsperioden der Leistungsvorhaltung: Wochenauktionen: generell 168h (Montag, 0 Uhr bis Sonntag, 24 Uhr) Tagesauktionen: mind. 4h, max. 24h, es werden täglich 6 unabhängige Blöcke à 4h auktioniert (0-4, 4-8, 8-12, usw.)

  22. Teil B: Regelenergiemarkt Schweiz (3/10) Präqualifikation durchführen Antrag zur Präqualifikation Test durchführen Unterlagen zusammenstellen Testat von Swissgrid Rahmenvertrag unterzeichnen Zulassung SDL-Ausschreibungen 3. Zulassungskriterien gemäss Swissgrid

  23. Teil B: Regelenergiemarkt Schweiz (4/10) 4. Marktteilnehmer, -Entwicklung und -Eigenschaften (Pump-) Speicherkraftwerke Kernkraftwerke KVA, Industrie Flusskraftwerke Stromhändler

  24. Teil B: Regelenergiemarkt Schweiz (5/10) Entwicklung der SDL-Beschaffungskosten Anpassungen durch Swissgrid: Preisverfahren (payasbid) Preisobergrenzen (nur temp.) Wochen- und Tagesprodukte Minimalangebot 5MW/1MW dynamische Reserveleistung (bei Revision KKG, KKL) Ausschreibung t-1W, t-2T Beschaffung auch im Ausland Pooling von Industriekunden Primärregelung aus F, D Quelle: Swissgrid AG

  25. Teil B: Regelenergiemarkt Schweiz (6/10) Qualitative Preisentwicklung (Vorhaltung PRL und SRL)

  26. Teil B: Regelenergiemarkt Schweiz (8/10) 5. Wem werden SDL-Kosten angelastet? SDL-Kosten 2011: 0.77Rp./kWh* 2012: 0.46Rp./kWh* denEndverbrauchern *In ihrer Stromrechnung unter der Rubrik „Netznutzung“ Quelle: Swissgrid AG

  27. Teil B: Regelenergiemarkt Schweiz (9/10) Neue Produkte: Bonus bei Tertiärregelleistungs-Abrufen, welche schneller als in 15 min. erbracht werden … Allgemein: Netzreglerverbund mit Deutschland (Reduktion Regelleistungsbedarf) Aufbau eines grenzüberschreitenden Regelenergiemarktes (CH-SüdD) … SDL-Beschaffungskosten können somit weiter gesenkt werden: Bsp.: Reduzierung der Opportunitätskosten durch diversifiziertes Kraftwerk- portfolio (therm. KW neg. Regelleistung, hydr. KW pos. Regell.) 6. Weiterentwicklung und Ausblick

  28. Teil B: Regelenergiemarkt Schweiz (10/10) Ausblick Systemdienstleistungen Mehr erneuerbare Energie erfordert mehr Flexibilität: → Kraftwerke im Teillastbetrieb oder Peakbetrieb→ Bandenergie fällt weg (Stabilität reduziert)→ Nachfrage für Regelenergie nimmt zu Weitere Teilnehmer werden den Regelenergiemarkt zukünftig beinflussen: → Pumpspeicherkraftwerke (Linthal, Nant de Drance)→ Industrieanlagen (KVA, Zementwerke)→ Notstromdiesel→ Angebot für Regelenergie nimmt zu

  29. Ende Teil B: Regelenergiemarkt Schweiz Fragen / Diskussion

  30. Besten Dank für die Aufmerksamkeit

  31. Regelenergiemarkt Schweiz Aktuelle Preise (Vorhaltung PRL, SRL und TRL) Aktuelle Preise Primärregelreserve: https://www.swissgrid.ch/swissgrid/de/home/experts/topics/ancillary_services/tenders/primary-control-power.html Aktuelle Preise Sekundärregelreserve: https://www.swissgrid.ch/swissgrid/de/home/experts/topics/ancillary_services/tenders/secondary-control-power.html Aktuelle Preise Tertiärregelreserve wöchentlich positiv: https://www.swissgrid.ch/swissgrid/de/home/experts/topics/ancillary_services/tenders/tertiary-control-power/weekly.showdetail.html/content/dam/dataimport/tertiary-control-power/weekly/de/TRLpos_2011_week44.xml Aktuelle Preise Tertiärregelreserve wöchentlich negativ: https://www.swissgrid.ch/swissgrid/de/home/experts/topics/ancillary_services/tenders/tertiary-control-power/weekly.showdetail.html/content/dam/dataimport/tertiary-control-power/weekly/de/TRLneg_2011_week44.xml

  32. Backup-Folien

  33. Systemdienstleistungen Teil C: SDL-Angebotserstellung bei Axpo SDL-Offertprozess, Einflussfaktoren Berechnung der Markt-Opportunitätskosten Neues Produkt: Axpo Strom Tertiärregelung Herausforderungen seit 2009 Beispiel für aktivierte Regelenergie bei Axpo Links auf Swissgrid Homepage

  34. Teil C: SDL-Angebotserstellung bei Axpo (1/9) 1. SDL-Offertprozess, Einflussfaktoren Bei der Bestimmung der SDL- Angebote zu berücksichtigen: Speicherinhalte Hydrologie KW-Verfügbarkeit Opportunitätskosten Bieterstrategie Auktionsresultate …

  35. Teil C: SDL-Angebotserstellung bei Axpo (2/9) 2. Berechnung der Markt-Opportunitätskosten Der Kraftwerk-Einsatzpreis ist Basis zur Ermittlung der Opportunitätskosten. Herleitung des KW-Einsatzpreises: Bestimmung der KW-Betriebsstunden pro Jahr- Speicherinhalt inkl. Zufluss- verfügbare, installierte KW-Leistung Darstellung der EEX-Preisganglinie als Verteilungsfunktion Aus dem Diagramm resultiert der KW-Einsatzpreis in EUR/MWh Der KW-Einsatzpreis ist abhängig: vom aktuellen Speicherinhalt (Werkstatistiken) den erwarteten Zuflüssen (Zufluss-Prognosen) der verfügbaren Leistung (Verfügbarkeitsplanung) der erwarteten Marktpreise (Basis PFC)  Der KW-Einsatzpreis ist eine dynamische Grösse

  36. Teil C: SDL-Angebotserstellung bei Axpo (3/9) Berechnung der Markt-Opportunitätskosten Die Opportunitätskosten bilden die Basis zur Bestimmung der Preisgebote für die SDL-Ausschreibungen. Opportunitätskosten =Markterlös 1 (ohne SDL) –Markterlös 2 (mit SDL) Markterlös 1: Resultiert aus dem optimalen Kraftwerkeinsatz gegen den Markt ohne Einschränkungen in der Bewirtschaftung der Anlagen. Markterlös 2: Resultiert aus dem optimalen Kraftwerkeinsatz gegen den Markt mit SDL-bedingten Einschränkungen in der Bewirt- schaftung der Anlagen.

  37. Teil C: SDL-Angebotserstellung bei Axpo (4/9) Berechnung der Markt-Opportunitätskosten KW-Einsatz ohne SDL KW-Einsatz mit SDL  Markterlös 1 (ohne SDL)  Markterlös 2 (mit SDL)

  38. Teil C: SDL-Angebotserstellung bei Axpo (5/9) 3. Neues Produkt: Axpo Strom Tertiärregelung KW-Pool AxpoKW-Park KVA x KVA y Industrie z

  39. Teil C: SDL-Angebotserstellung bei Axpo (6/9) Neues Produkt: Axpo Strom Tertiärregelung

  40. Teil C: SDL-Angebotserstellung bei Axpo (7/9) 4. Herausforderungen aus SDL-Aktivitäten seit 2009 Verankerung der SDL-Aktivitäten im operativen Betrieb  Präqualifizierung von neuen Erzeugungseinheiten  Automatisieren von Prozessen () Schaffung eines SDL-Cockpits zur: Überprüfung der Axpo-Lieferkonformität etabliert  Vermeidung (Minimierung) von Pönalen  Vertragsmanagement für eine Vielzahl neuer SDL-Verträge  (Swissgrid, KW-Gesellschaften, KW-Aktionäre) Erweiterung von SDL-Dienstleistungen gegenüber Dritten  …

  41. Teil C: SDL-Angebotserstellung bei Axpo (8/9) 5. Beispiel für aktivierte Regelenergie bei Axpo AG

  42. Teil C: SDL-Angebotserstellung bei Axpo (9/9) 6. Links auf Swissgrid Homepage Swissgrid: http://www.swissgrid.ch/ Systemdienstleistungen allgemein: https://www.swissgrid.ch/swissgrid/de/home/experts/asp/ancillary_services.html Systemdienstleistungen, Ausschreibung (Preise für Primär-, Sekundär- und Tertiärregelleistung): https://www.swissgrid.ch/swissgrid/de/home/experts/asp/ancillary_services/tenders.html

  43. Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit, gerne beantworten wir Ihre Fragen. • Axpo AG • Handel und Vertrieb • Parkstrasse 23 | CH-5401 Baden • T +41 56 200 31 11 | F +41 56 200 37 55 | www.axpo.ch

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