Einspeiseverfahren eines Windenergiesystems sowie Windenergiesystem
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung mittels eines Windenergiesystems. Die Erfindung betrifft auch eine Windenergieanlage, einen Windpark und ein Windenergiesystem, das wenigstens einen Windpark umfasst.
Windenergieanlagen und Windparks sind hinlänglich bekannt, sie speisen aus Wind gewonnene Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz ein. Je nach Land wird der Anteil solcher Windenergieanlagen, Windparks oder Windenergiesysteme zunehmend höher und damit auch ihre Bedeutung größer. Ein bedingungsloser Netzparallelbetrieb, bei dem Windenergieanlagen oder Windparks immer so viel Leistung in das elektrische Versorgungsnetz einspeisen, wie sie aufgrund des vorhandenen Windes und ihrer tech- nischen Leistungsfähigkeit jeweils aktuell erzeugen können, wird immer weniger eingehalten werden können.
Häufig kann das elektrische Versorgungsnetz aus ganz unterschiedlichen Gründen eine Leistungsbegrenzung für das Einspeisen elektrischer Leistung durch Windenergieanlagen, Windparks oder Windenergiesysteme begrenzen. Solche Begrenzungen können teilweise durch ausgelastete Netzkapazitäten begründet sein. Das kann bspw. seine Ursache darin haben, dass an einem bestehenden Netz immer mehr Windenergieanlagen oder Windparks angeschlossen werden. Besonders
aus Gründen des Eigenschutzes und/oder aus Gründen der Netzstabilisierung oder auch aus Planungsgründen kann dann eine entsprechende Begrenzung der Einspeiseleistung vorgegeben werden. Eine solche Vorgabe wird häufig durch einen Netzbetreiber gemacht. Gemäß dem Dokument US 6,724,097 ist eine Lösung bekannt, die vorschlägt, einen Windpark an einen Netzverknüpfungspunkt anzuschließen, wobei die Nennleistung bzw. maximal mögliche Einspeiseleistung des Windparks größer ist als die Anschlusskapazität des Netzanschlusspunktes. Auch hier liegt die Überlegung zugrunde, dass ein Windpark häufig nicht mit Nennleistung betrieben wird und dann die Grenze der Anschlusskapazität nicht erreicht wird. Damit kann dann der Windpark im Grunde größer dimensioniert werden, als der Netzanschlusspunkt dimensioniert ist.
Besonders das Problem, dass auch eine dynamische Begrenzung der einzuspeisenden Leistung in Betracht kommt, wird hierdurch nicht berücksichtigt. Auch wird hier in Kauf genommen, dass im Falle ausreichenden Windes und ausreichend vieler verfügbarer Windenergieanlagen, wenn der Park also mehr Leistung erzeugen könnte, als der Netzanschlusspunkt zulässt, eine Drosselung vorgenommen werden muss, um nicht die Leistungsgrenze des Netzanschlusspunktes zu überschreiten.
Das Deutsche Patent- und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung zu vorliegender Anmeldung folgenden Stand der Technik recherchiert: WO 2018/006 921 A1 , DE 10 2012 101 928 A1 , DE 10 2013 207 264 A1 , US 2013/0 178 991 A1 , US 6,724,097 B1 .
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, zumindest eines der o.g. Probleme zu adressieren. Insbesondere soll eine Lösung vorgeschlagen werden, die eine Abregelung einer Windenergieanlage, des Windparks oder eines Windenergiesystems möglichst gering hält. Zumindest soll zu bisher bekannten Lösungen eine alternative Lösung vorgeschlagen werden.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Dieses Verfahren verwendet ein Windenergiesystem und ein solches Windenergiesystem umfasst einen Windpark. Das Windenergiesystem kann dabei aus dem Windpark ausschließlich bestehen, es kann aber auch weitere Einheiten enthalten, besonders eine Photovoltaikanlage und außerdem oder alternativ einen elektrischen Speicher.
Es ist vorgesehen, dass das Windenergiesystem in ein elektrisches Versorgungsnetz an einem Netzverknüpfungspunkt einspeist. Dabei wird eine Topologie angenommen, bei der das elektrische Versorgungsnetz wenigstens ein Verteilnetz und wenigstens einen weiteren hierarchisch über dem Verteilnetz liegenden höheren Netzabschnitt aufweist. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Netzverknüpfungspunkt an dem Verteilnetz angeordnet ist, so dass das Windenergiesystem also in das Verteilnetz einspeist. Ein hierarchisch über dem Verteilnetz liegender Netzabschnitt ist ein solcher, dem das Verteilnetz untergeordnet ist, insbesondere derart, dass mehrere oder viele Verteilnetzte diesem höheren Netzabschnitt untergeordnet sind. Besonders kann der höhere Netzab- schnitt eine höhere Spannung als das Verteilnetz aufweisen. Insbesondere kommt in Betracht, dass das Verteilnetz ein Mittelspannungsnetz und der höhere Netzabschnitt ein Hochspannungsnetz oder ein Höchstspannungsnetz in dem Sinne ist, wie der Fachmann diese Begriffe üblicherweise verwendet. Es kommt auch in Betracht, dass das Verteilnetz ein Hochspannungsnetz und der höhere Netzabschnitt ein Höchstspannungsnetz ist. Jedenfalls ist der Netzverknüpfungspunkt an dem Verteilnetz angeschlossen, so dass das Windenergiesystem in das Verteilnetz einspeist. Es kommt auch in Betracht, dass wenigstens ein weiteres Verteilnetz vorhanden ist, das mit diesem Verteilnetz, in das das Windenergiesystem einspeist, mittelbar oder unmittelbar verbunden ist, so dass ein Leistungsaustausch zwischen zwei oder mehreren solcher Verteilnetze durchgeführt werden kann. Das vorgeschlagene Verfahren umfasst mehrere Schritte.
Dabei wird in einem Erfassungsschritt eine auf den Netzverknüpfungspunkt bezogene anfängliche Einspeisebegrenzung erfasst. Eine solche anfängliche Einspeisebegrenzung ist eine, die eine Leistungsgrenze vorgibt, bis zu der das Windenergiesystem elektrische Leistung in das elektrische Versorgungsnetz einspeisen kann oder darf. Das kann be- sonders eine aktuelle Einspeisebegrenzung sein, es kann aber auch in der Zukunft liegende Einspeisebegrenzung sein, die dann in den weiteren Schritten auch sinnvollerweise für die entsprechende Zukunft berücksichtigt wird, und es kann auch, was später noch beschrieben wird, einen Verlauf einer Einspeisebegrenzung betreffen. Der wahrscheinlich einfachste Fall, der teilweise auch der Einfachheit halber nachfolgenden Erläu- terungen zugrunde liegt, ist der, bei dem die Einspeisebegrenzung einen festen Wert aufweist, der zumindest zunächst als temporär fester Wert vorliegt.
Diese Erfassung kann besonders bedeuten, dass ein entsprechender Grenzwert, nämlich die Leistungsgrenze von extern übertragen wird, also von außerhalb des Windenergiesystems an das Windenergiesystem übertragen wird. Im Erfassungsschritt wird also eine
solche empfangene Leistungsgrenze ausgewertet und dem weiteren Verfahren zugrunde gelegt. Es kommt aber auch in Betracht, dass vorbekannte Bedingungen zu einer Leistungsgrenze führen. Bspw. kann in Abhängigkeit einer Netzfrequenz des elektrischen Versorgungsnetzes eine Leistungsbegrenzung vorgesehen sein, oder es sind generell kritische Zeiten bekannt, in denen eine Leistungsgrenze zu berücksichtigen wäre und dann kann in Abhängigkeit dieser vorbestimmten Zeiten die Leistungsgrenze erfasst, also ermittelt werden.
Es kommt auch in Betracht, dass eine Leistungsgrenze fest mit dem Netzverknüpfungspunkt verbunden ist, ihm also zugeordnet ist, und bspw. von extern eine Leistungsgrenze in unterschiedlichen Höhen empfangen werden kann und dann zu prüfen ist, ob die von extern erhaltene Leistungsgrenze relevant, also kleiner ist, als die dem Netzverknüpfungspunkt fest zugeordnete Grenze.
In einem Grundprüfschritt wird dann geprüft, ob die vom Windpark aus Wind erzeugbare Parkleistung durch die anfängliche Einspeisebegrenzung begrenzt wird. Insbesondere kann hier geprüft werden, ob sie über der anfänglichen Leistungsgrenze liegt, so dass der Windpark durch die anfängliche Leistungsgrenze in seiner Leistungsabgabe gedrosselt wird. Insbesondere kommt hier in Betracht, dass der Windpark auf eine Leistung unterhalb der anfänglichen Leistungsgrenze gedrosselt wird.
Besonders dann, wenn in dem Windenergiesystem nicht nur ein Windpark vorhanden ist, kommt aber in Betracht, dass sich die Drosselung erst aus der insgesamt erzeugten Leistung im Windenergiesystem ergibt. Mit anderen Worten könnte der Windpark alleine also unterhalb der Leistungsgrenze liegen, zusammen mit einer zusätzlich von einer Photovoltaikanlage erzeugten Leistung könnte die Summe dieser Leistung allerdings über der Leistungsgrenze liegen. Das kann dann trotzdem eine Konsequenz für die Leistungserzeugung des Windparks haben.
In dem Grundprüfschritt wird somit besonders geprüft, ob die anfängliche Einspeisebegrenzung überhaupt relevant ist, oder ob der Windpark bzw. das Windenergiesystem ohnehin in dem Moment vergleichsweise wenig Leistung erzeugt, die dadurch unter der Leistungsgrenze liegt. In einem Evaluierungsschritt wird dann evaluiert, ob die anfängliche Einspeisebegrenzung, also die anfängliche Leistungsgrenze erhöht werden kann. Dies erfolgt natürlich nur
dann, wenn in dem Grundprüfschritt erkannt wurde, dass die Parkleistung überhaupt gedrosselt wird.
Hier wurde besonders erkannt, dass eine solche anfängliche Leistungsbegrenzung sehr unterschiedliche Gründe haben kann und diese Gründe, die bspw. zentrale Gründe sein können, zu einer bspw. nach einem pauschalen Schlüssel umgerechneten Einzelbegrenzung führt. Die Einspeisebegrenzung, die für den Netzverknüpfungspunkt vorgegeben wird, hat nämlich häufig eine übergeordnete Leistungsbegrenzung als Ursache, die für diverse Teilnehmer, um es allgemein auszudrücken, relevant ist und auf diese verteilt wird. Solche Teilnehmer können verschiedene Einspeiser sein, die ihrerseits jeweils in das elektrische Versorgungsnetz einspeisen. Es kann aber auch eine Leistungsgrenze des höheren Netzabschnitts die Ursache sein, zu dem Verteilnetze mehrere Teilnehmer sind, die dann eine entsprechende Begrenzung empfangen.
Das kann dann bedeuten, dass die Leistungsbegrenzung des konkreten Netzverknüpfungspunktes nicht unbedingt eingehalten werden müsste, solange das übergeordnete Gesamtziel, also die genannte übergeordnete Leistungsgrenze eingehalten wird. Eine solche übergeordnete Leistungsgrenze, oder auch ein anderes übergeordnetes Ziel, das zu dieser konkreten Leistungsgrenze am Netzverknüpfungspunkt geführt hat, kann sehr vielschichtig sein, was unten noch erläutert wird. Jedenfalls kommt häufig in Betracht, dass die anfängliche Einspeisebegrenzung, also anfängliche Leistungsgrenze in beson- deren Fällen und/oder bei Berücksichtigung besonderer Randbedingungen und/oder beim Ergreifen anderer Maßnahmen, verändert werden kann.
Genau das wird in dem Evaluierungsschritt herausgefunden. Und wenn der Evaluierungsschritt dann soweit erfolgreich war, dass diese Leistungsgrenze erhöht werden kann, wird das in einem Änderungsschritt durchgeführt. In dem Änderungsschritt wird also die anfängliche Einspeisebegrenzung und dann die anfängliche Leistungsgrenze auf eine erhöhte Einspeisebegrenzung bzw. eine erhöhte Leistungsgrenze erhöht.
Entsprechend kann dann elektrische Leistung oberhalb der anfänglichen Einspeisebegrenzung, also oberhalb der anfänglichen Leistungsgrenze eingespeist werden, wenn eine entsprechende Erhöhung im Änderungsschritt durchgeführt wurde. Dazu wird vorgeschlagen, dass im Evaluierungsschritt geprüft wird, ob die anfängliche Einspeisebegrenzung über eine Begrenzungsumverteilung verändert werden kann. Eine solche Begrenzungsumverteilung ist somit die Möglichkeit, die Einspeisebegrenzung
ganz oder teilweise an dem Netzverknüpfungspunkt zu erhöhen, in dem eine Umverteilung der Begrenzung im elektrischen Versorgungsnetz durchgeführt wird. Liegt also eine Einspeisebegrenzung am Netzverknüpfungspunkt vor, wird geprüft, ob diese Einspeisebegrenzung stattdessen bspw. bei einem benachbarten Netzverknüpfungspunkt eines anderen Erzeugers angesetzt werden kann, ob also der vorliegende Netzverknüpfungspunkt mehr Einspeisung erlauben kann, wenn der benachbarte Netzverknüpfungspunkt weniger Einspeisung erlaubt. Eine Umverteilung kann auch bedeuten, dass die Einspeisebegrenzung des Netzverknüpfungspunktes an einen Übertragungspunkt von dem Verteilnetz in ein anderes Netz übertragen wird. In diesem Fall würde also nicht der Netzverknüpfungspunkt begrenzt, oder weniger begrenzt, sondern der genannte Anschlusspunkt des Verteilnetzes. Auch hierzu kann nicht generell angenommen werden, dass das möglich ist, sondern das ist zu prüfen. Kriterien dazu werden unten noch genannten und erläutert.
Es kommt auch in Betracht, dass eine Begrenzungsumverteilung auf mehrere Punkte im elektrischen Versorgungsnetz angewendet wird. Es werden dann also nicht nur zwei Punkte betrachtet und ein Teil der Begrenzung von dem einen Punkt auf den anderen verschoben, sondern in dem Fall mehr als zwei Punkte betrachtet und die Umverteilung erfolgt so, dass lediglich am Ende die Summe der Begrenzungen aller Punkte eingehalten wird. Das kann auch dynamisch erfolgen. Auch hier ist natürlich zu prüfen, ob eine solche Begrenzungsumverteilung überhaupt möglich ist, insbesondere ob die anfängliche Einspeisebegrenzung des Netzverknüpfungspunktes überhaupt von der Natur ist, dass sie nicht den Netzverknüpfungspunkt unmittelbar betrifft, sondern erst das Ergebnis der genannten Gesamtbetrachtung ist. Mit anderen Worten wäre das besonders dann der Fall, wenn die eigentliche Begrenzung gar nicht für den konkreten Netzverknüpfungs- punkt erforderlich ist, sondern an einer anderen Stelle eine allgemeine Begrenzung vorliegt, die auf die genannten Punkte wahlweise unterschiedlich aufgeteilt werden kann. Es ist also zu prüfen, ob eine Umverteilung in Betracht kommt.
Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass zur Prüfung, ob die anfängliche Einspeisebegrenzung über eine Begrenzungsumverteilung verändert werden kann, geprüft wird, ob wenigstens eines der folgenden Kriterien vorliegt, wobei sich die Kriterien auch inhaltlich überschneiden können. Es können auch mehrere Kriterien gleichzeitig vorliegen oder es kann auch ein Kriterium eine Bedingung für ein anderes Kriterium sein.
Ein mögliches Kriterium ist, ob die Einspeisebegrenzung nicht aus dem Verteilnetz resultiert. Hier liegt besonders der Gedanke zugrunde, dass somit das Verteilnetz keine Be-
grenzung fordert und diese Begrenzungsanforderung lediglich von außen kommt. Solange also die von außen vorgegebene Begrenzung, also von außerhalb des betreffenden Verteilernetzes, von dem Verteilernetz auch nach außen hineingehalten wird, kann in dem Verteilernetz möglicherweise mit der anfänglichen Begrenzung anders umgegangen werden, nämlich derart, dass sie erhöht werden kann. Bspw. kann, um ein einfaches anschauliches Beispiel zu nennen, benachbart zum Windenergiesystem ein großer Verbraucher sein, der seinerseits in dem Moment auch viel Leistung benötigt. Dann kann das Windenergiesystem in dem Fall möglicherweise mehr Leistung einspeisen als aufgrund der anfänglichen Leistungsgrenze zugelassen war, weil diese eigentlich zu hohe Leistung, oder ein Teil davon, direkt in den beispielhaft genannten Verbraucher fließt und somit nach außerhalb des Verteilernetzes gar nicht erkennbar ist.
Als weiteres Kriterium kommt in Betracht, ob die Einspeisebegrenzung durch den höheren Netzabschnitt vorgegeben wird. Auch hier wurde erkannt, dass eine solche übergeordnete Leistungsbegrenzung auf einzelne Einspeiser wie das Windenergiesystem ver- teilt wurde, obwohl auch eine andere Verteilung in Betracht kommt, oder sogar sinnvoller ist. Auch hier kann der Gedanke zum Tragen kommen, dass eine Überschreitung der anfänglichen Leistungsgrenze an dem Windenergiesystem vertretbar oder sogar sinnvoll sein kann, wenn dies an andere Erzeuger und/oder Verbraucher angepasst wird. Auch hier kommt also in Betracht, dass die anfängliche Leistungsgrenze überschritten werden kann, wenn dies aber nach außerhalb des Verteilnetzes keine Auswirkung hat. Es kommt aber auch in Betracht, dass die insgesamt in dem Verteilnetz eingespeiste Leistung, die diese übergeordnete Leistungsbegrenzung erfährt, auch teilweise an einen anderen Netzabschnitt, wie bspw. ein benachbartes Verteilnetz übertragen werden kann, statt an den höheren Netzabschnitt, der diese Leistungsbegrenzung vorgegeben hat. Als ein Kriterium wird vorgeschlagen, dass geprüft, ob ein nicht überlasteter Netzabschnitt erkannt wurde. Hier liegt besonders der Gedanke zugrunde, dass ein überlasteter Netzabschnitt zu einer Leistungsbegrenzung führen kann, obwohl außerdem ein nicht überlasteter Netzabschnitt vorliegt, der mehr Leistung aufnehmen kann. Die Belastung des überlasteten Netzabschnittes zu verringern kann dann also nicht nur dadurch erreicht werden, dass weniger Leistung eingespeist wird, was die anfängliche Leistungsgrenze fordern würde, sondern dass eine zumindest teilweise Leistungsumverteilung durchgeführt wird, bei der die Leistung im oder zum überlasteten Netzabschnitt verringert und in oder zum nicht überlasteten Netzabschnitt erhöht wird. Somit ist auch dies eine Maßnahme, mit der ein Reduzieren der erzeugten Windleistung vermieden werden kann. Gleichzeitig wird auch eine Netzschwächung vermieden, denn - vereinfacht ausgedrückt -
eine Leistungseinspeisung zu reduzieren, obwohl dies letztlich nicht nötig ist, kann zu einer Netzschwächung führen.
Ein weiteres Kriterium ist, festzustellen, dass keine physikalische Begrenzung des Netzverknüpfungspunktes vorliegt. Eine physikalische Grenze oder Begrenzung des Netzver- knüpfungspunktes kann bspw. durch die Gesamtleistung des Transformators oder eine Leitung zum Netzverknüpfungspunkt gegeben sein, oder durch Leitungen im Verteilnetz, die nur auf eine bestimmte Leistung ausgelegt sind, die nicht überschritten werden kann, um nicht die genannten Elemente zu gefährden. Eine Begrenzung eines Transformators vom Verteilnetz zu dem höheren Netzabschnitt gehört hier nicht dazu. Eine solche physi- kalische Grenze könnte nämlich ggf. umgangen werden, in dem entweder eine überhöhte Leistung erst gar nicht bis zu einem solchen Transformator gelangt und/oder dadurch, dass die Leistung oder ein Teil davon das Verteilnetz an einem anderen Verbindungspunkt verlässt.
Es kommt auch in Betracht, dass bspw. ein Netzbetreiber das Einspeisen elektrischer Leistung dadurch steuert, dass bspw. für eine einen gewissen Grenzwert überschreitende Leistung Strafkosten anfallen, also besonders wenn eine Einspeisebegrenzung überschritten wird. Was zunächst ein wirtschaftlicher Aspekt zu sein scheint, ist aber ein steuerungstechnisches Werkzeug, mit dem ein Verhalten der Einspeiser, wie das Verhalten des Windenergiesystems gesteuert werden kann, weil dadurch nämlich schwankende Windleistung nicht ohne Weiteres weitergegeben wird. Es kann auch aufgrund des Verhaltens der Einspeiser eine Anpassung der genannten Strafkosten vorgenommen werden, um auch dadurch die Leistungseinspeisung besser zu steuern. Insoweit kann durch das Verändern der Strafkosten eine Adaption dieses Steuerprozesses vorgenommen werden. Hier setzt die vorgeschlagene Lösung an, die ein solches, zumindest mögliches, Steuertool erkannt hat und dazu vorschlägt, auch dies zu berücksichtigen. Da solche Strafkosten besonders vom Netzbetreiber vorgegeben werden können, kann und wird das entsprechende Windenergiesystem auch die entsprechende Information darüber von dem Netzbetreiber erhalten. Dadurch kann dies auf einfache Art und Weise berücksichtigt werden.
Wird also erkannt, dass die Einspeisebegrenzung an Strafkosten geknüpft ist, kann berechnet werden, ob das Einhalten der oberen Leistungsgrenze ertragreicher ist, oder
das bewusste Einspeisen mit Leistung oberhalb der Leistungsgrenze. Dadurch kann ein Netzbetreiber durch Vorgabe solcher Strafkosten die betreffenden Einspeiser Steuern.
Als weiteres Kriterium wird vorgeschlagen, zu prüfen, ob die Einspeisebegrenzung Teil mehrerer Einspeisebegrenzungen des Verteilnetzes ist, die so vorgegeben sind, dass die Summe der Einspeisebegrenzungen unter einer Summenbegrenzung liegen, wobei wenigstens eine Einspeisebegrenzung höher werden kann, solange die Summe der Einspeisebegrenzungen unter einer Summenbegrenzung bleibt. In diesem Fall kann im Grunde konkret zwischen mehreren Einspeisern Leistung getauscht werden bzw. Leistungskontingente getauscht werden. So kann bspw. ein Einspeiser, der gerade mehr als seine Leistungsgrenze einspeisen kann, das Kontingent oder einen Teil des Kontingentes eines benachbarten Erzeugers verwenden, der in dem Moment nicht bis zur anfänglichen Leistungsgrenze einspeisen kann.
Das kann bspw. relevant sein, wenn einer der Einspeiser ein Windpark und ein anderer Einspeiser eine Photovoltaikanlage ist. Dann kommt es regelmäßig vor, dass bei einer Wettersituation viel Windenergie aber wenig Sonnenergie vorhanden ist, oder umgekehrt. Dann kann bspw. ein Windpark oder Windenergiesystem bei starkem Wind oberhalb der anfänglichen Leistungsgrenze einspeisen, wenn denn eine solche vorhanden ist, wenn eine Photovoltaikanlage, die an dasselbe Verteilnetz angeschlossen, in dem Moment wenig Leistung einspeisen kann und unter ihrer anfänglichen Leistungsgrenze liegt. In diesem einfachen Beispiel kann dann das Windenergiesystem so viel mehr Leistung oberhalb der anfänglichen Leistungsgrenze einspeisen, wie die Photovoltaikanlage aufgrund geringer Sonnenenergie unterhalb ihrer anfänglichen Leistungsgrenze bleibt.
Ein solches Ausnutzen anderer Kontingente muss aber nicht auf ein Verteilnetz beschränkt sein, sondern kann auch zwischen mehreren Verteilnetzen ausgetauscht wer- den, oder sogar mit höheren Netzabschnitten.
Gemäß einem weiteren Kriterium wird geprüft, ob für wenigstens einen weiteren Leistungserzeuger, der in dasselbe Verteilnetz einspeist, eine Einspeisebegrenzung vorgesehen ist, die der weitere Leistungserzeuger nicht ausnutzt. Dieses Kriterium betrifft also konkret den Gedanken, auf Kontingente zwischen Leistungserzeugern ausgetauscht werden. Besonders betrifft das den Gedanken, dass ein Leistungserzeuger, der grundsätzlich auch als Einspeiser bezeichnet werden kann, mehr Leistung als die anfängliche Leistungsbegrenzung einspeisen kann, wenn der weitere Leistungserzeuger, also der
weitere Einspeiser entsprechend weniger Leistung als die anfängliche Leistungsgrenze einspeist.
Somit wird hier besonders vorgeschlagen, dass eine Leistungshöhe, um die der wenigstens eine weitere Leistungserzeuger unterhalb einer für ihn einzuhaltenden Leistungs- grenze liegt, als handelbare Kapazität anderen Einspeisern, insbesondere anderen Leistungserzeugern wie dem Windenergiesystem, ganz oder teilweise zur Nutzung angeboten werden. Es wird also eine Leistungshöhe erfasst, um die der wenigstens eine weitere Leistungserzeuger unterhalb seiner Leistungsgrenze liegt und dies wird als handelbare Kapazität, was auch als handelbares Kontingent bezeichnet werden kann, anderen Einspeisern bzw. Leistungserzeugern gegeben. Dadurch können Leistungserzeuger, die oberhalb ihrer Leistungsgrenze einspeisen könnten, dennoch einspeisen, in dem sie ein solches, freies Kontingent nutzen.
Ein weiteres vorgeschlagenes Kriterium ist so gestaltet, dass die anfängliche Einspeisebegrenzung ihre Ursache im höheren Netzabschnitt hat und ein benachbartes Verteilnetz Leistung aufnehmen kann, um dadurch eine Überschreitung der anfänglichen Einspeisebegrenzung zu ermöglichen. Das Verteilnetz ist also unmittelbar, zumindest anderweitig als über den höheren Netzabschnitt, mit einem weiteren benachbarten Verteilnetz gekoppelt. Leistung kann also nicht nur zum höheren Netzabschnitt übertragen werden, sondern auch zum benachbarten Verteilnetz. Tritt nun eine Engstelle im höheren Netzab- schnitt auf, oder ein ähnliches Problem, das zu einer Ursache der anfänglichen Einspeisebegrenzung führt, kann tatsächlich eine Leistungsübertragung zum höheren Netzabschnitt entsprechend verringert werden. Durch die weitere Verwendung des benachbarten Verteilnetzes kann aber darüber dann stattdessen Leistung übertragen werden. Dadurch kann die anfängliche Einspeisebegrenzung und damit entsprechend die anfäng- liehe Leistungsgrenze überschritten werden. Diese eigentlich zu hohe Leistung wird nämlich anderweitig abgeführt, nämlich zum benachbarten Verteilnetz.
Somit wurden diverse Kriterien vorgeschlagen, die auch kombiniert werden können, die sich teilweise auch überschneiden, und dazu führen, dass ggf. eine anfängliche Einspeisebegrenzung nicht oder nicht vollständig eingehalten zu werden braucht. Eine Leis- tungsreduzierung kann also abgewendet werden oder zumindest abgeschwächt werden. Hier liegt besonders die Überlegung zugrunde, dass erkannt wurde, dass häufig eine anfängliche Einspeisebegrenzung nicht unabdingbar ist und das es wichtig ist, zu erkennen, was der Grund für diese anfängliche Einspeisebegrenzung ist. Es kann Fälle geben, in denen eine solche anfängliche Einspeisebegrenzung eingehalten werden muss. Es
gibt aber auch viele Fälle, die sich besonders aus den o.g. Kriterien ergeben, in denen eine anfängliche Einspeisebegrenzung umgehbar ist. Dabei wurde auch erkannt, dass es nicht ausreicht, diese Umgehbarkeit dem Grunde nach festzustellen, sondern im Lichte des Grundes für diese Umgehbarkeit auch entsprechende Maßnahmen zu ergreifen, damit die Begrenzung zumindest teilweise umgangen werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass in dem Änderungsschritt die erhöhte Leistungsgrenze als zeitlicher Verlauf angegeben wird und außerdem oder alternativ eine Einspeiseprognose bestimmt wird, die für einen Prognosezeitraum einen zeitlichen Verlauf der einzuspeisenden Leistung vorsieht. Hier wurde besonders erkannt, dass eine Einspeisebegrenzung häufig auch von Netzzuständen und anderen Umständen abhängen kann, die sich ändern können, mitunter schnell ändern können und/oder mitunter kontinuierlich ändern können. Bei der Evaluierung der Ursache der anfänglichen Leistungsbegrenzung kann auch erkannt werden, ob ein Grund für die anfängliche Leistungsbegrenzung vorliegt, der variabel ist und ggf. wie variabel er ist, also wie er sich ändern kann. Daraus kann eine Art Fahrplan für die Erhöhung der Leistungsgrenze abgeleitet werden. Ein solcher Fahrplan bildet insoweit einen zeitlichen Verlauf der erhöhten Leistungsgrenze.
Bspw. kann der Grund für die Leistungsbegrenzung in einem Netzwiederaufbau eines entfernten Netzabschnittes liegen. Der Verlauf eines solchen Netzwiederaufbaus kann recht gut vorhergesagt werden und entsprechend kann ein solcher zeitlicher Verlauf der erhöhten Leistungsgrenze ebenfalls vorhergesagt werden. Eine andere Möglichkeit der Angabe eines solchen zeitlichen Verlaufs kann daran liegen, dass von Verbrauchern in der Nähe bekannt ist, dass sie bspw. zu bestimmten Zeitpunkten ihren Leistungsbedarf erhöhen oder verringern und entsprechend kann dann die erhöhte Leistungsgrenze entsprechend hoch oder niedrig sein, wenn die Leistungsabnahme dieses Verbrauchers der Grund dafür ist, oder mit ein Grund dafür ist, dass das Windenergiesystem die anfängliche Leistungsgrenze erhöhen kann.
Bspw. kann auch ein Messen der Leistungsaufnahme von Verbrauchern durchgeführt werden, um eine erhöhte Leistungsgrenze zu bestimmen. Das kann besonders ergän- zend durchgeführt werden, um bspw. eine Prognose anzupassen. Das kann besonders dann sinnvoll sein, wenn dabei ein Messwert über der Vorhersage liegt, dann kann das zusätzliche Netzanschlusskapazität für das Windenergiesystem schaffen.
Es kommt aber auch in Betracht, dass eine erhöhte Leistungsgrenze aufgrund einer Windvorhersage erkennbar nur für gewisse Zeitabschnitte benötigt wird. Fällt also bspw. die Windgeschwindigkeit ab, was aufgrund einer Wettervorhersage bekannt sein kann, kann anfangs eine erhöhte Leistungsgrenze gewünscht sein, die später aufgrund des abfallenden Windes nicht mehr benötigt wird. In diesem Fall wäre der zeitliche Verlauf der erhöhten Leistungsgrenze so, dass diese langsam abfällt, bis sie die anfängliche Leistungsgrenze erreicht hat und dann unterschreitet.
Statt der Vorgabe der erhöhten Leistungsgrenze als zeitlichen Verlauf, oder zusätzlich dazu, kann auch eine Einspeiseprognose bestimmt werden, die für einen Prognosezeit- raum einen zeitlichen Verlauf der einzuspeisenden Leistung vorsieht. Dies kann auch einen zeitlichen Verlauf oder Abschnitt des zeitlichen Verlaufs beinhalten, bei dem die einzuspeisende Leistung selbst unterhalb der anfänglichen Leistungsgrenze liegt, zumindest temporär. Eine solche Einspeiseprognose kann bspw. auf Wetterdaten, also einer Wettervorhersage, beruhen. Besonders dann, wenn ein Leistungskontingent berücksich- tigt wird, wenn also eine Art Leistungshandel zwischen mehreren Einspeisern oder zwischen Einspeisern und Verbrauchern stattfindet, kann eine solche Einspeiseprognose hilfreich sein, damit klar ist, wann das betreffende Windenergiesystem Leistungskapazitäten benötigt oder Leistungskapazitäten freigeben kann. Vorzugsweise wird eine solche Einspeiseprognose mit einer Genauigkeitsangabe begleitet, die eine Aussage dazu macht, wie groß eine Abweichung von dieser Prognose bzw. diesem Prognoseverlauf zu erwarten ist. Damit kann eine Planbarkeit basieren auf einer solchen Einspeiseprognose verbessert werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass elektrische Leistung, die der Windpark aus Wind erzeugt und die wegen der anfänglichen Einspeisebegrenzung nicht eingespeist werden kann, zur Versorgung parkinterner Lasten verwendet wird. Dies beinhaltet natürlich auch den Fall, dass die Leistungsgrenze erhöht werden konnte, sie gleichwohl immer noch so niedrig ist, dass weiterhin eine Reduzierung der eingespeisten Leistung erforderlich ist, wenn auch in geringerem Umfang.
Hier wurde besonders erkannt, dass dadurch eine Reduzierung der erzeugten Leistung aus Wind verhindert oder zumindest verringert werden kann. Dabei sind steuerbare Lasten solche, die bei Bedarf ihre Leistungsaufnahme erhöhen können. Solche Lasten können bspw. Kühlhäuser sein, sollte der Windpark bzw. das Windenergiesystem in der Nähe eines solchen Kühlhauses stehen, das auch Teil einer Elektrotankstelle sein kann, die einen angeschlossenen Rastplatz hat und von dem Windenergiesystem versorgt wird
bzw. Teil von dem Windenergiesystem bildet. Ein solches Kühlhaus hat üblicherweise eine so hohe thermische Kapazität, dass auch mehrere Stunden ohne Energie oder ohne viel Energie die Temperatur in einem akzeptablen Bereich halten kann. Die Kühlung kann dann also gestartet werden, wenn ein solcher Fall der anfänglichen Einspeisebegrenzung auftritt.
Ein anderer steuerbarer Verbraucher kann einer sein, der elektrischen Strom in eine andere Energieform wandelt, z.B. in Methan oder Wasserstoff.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass bei einer Kopplung der Einspeisebegrenzung an Strafkosten für eine Überschreitung eine Überschreitungshöhe bewertet wird, mit der die eingespeiste Leistung die anfängliche Leistungsgrenze überschreitet. Insbesondere wird vorgeschlagen, eine Strafkostenfunktion für die Strafkosten in Abhängigkeit der Überschreitungshöhe aufzustellen. Damit kann die Überschreitung zahlenmäßig bewertet und weiterverarbeitet werden.
Dazu wird insbesondere weiter vorgeschlagen, dass eine Vergütungsfunktion für eine Einspeisevergütung in Abhängigkeit der Überschreitungshöhe aufgestellt wird. Dadurch kann ein Anreiz für den Betreiber des Windenergiesystems geschaffen werden, eine Überschreitung möglichst nicht durchzuführen, oder nur bis zu einem bestimmte Grad durchzuführen. Damit kann eine Steuerbarkeit erreicht werden, denn je höher die Strafkosten sind, umso eher könnte sich der Betreiber des Windenergiesystems entscheiden, die überschreitende Leistung nicht noch weiter zu erhöhen. Es wird also durch eine solche Vergütungsfunktion eine Möglichkeit eines externen Steuereingriffs geschaffen.
Besonders wird dazu weiter vorgeschlagen, dass ein Überschreiten der eingespeisten Leistung über die anfängliche Leistungsgrenze in Abhängigkeit einer Gegenüberstellung der Strafkostenfunktion und der Vergütungsfunktion gesteuert wird. Insbesondere kann dies so ausgestaltet sein, dass ein Überschreiten der eingespeisten Leistung in einer solchen Höhe vorgenommen wird, dass die Strafkostenfunktion die Vergütungsfunktion nicht überschreitet. Es kann also so gesteuert werden, dass die Strafkosten die Vergütung nicht überschreiten. Auch das ist ein Steuerungsmittel, dass selbst der Netzbetreiber einsetzen kann. Schließlich kennt er die Vergütungskosten und kann dann durch ein entsprechendes Festsetzen der Strafkostenfunktion die Überschreitung der anfänglichen Leistungsgrenze indirekt steuern.
Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass zusätzlich das Einspeisen in Abhängigkeit einer Maximalgrenze gesteuert wird, die oberhalb der anfänglichen Leistungsgrenze liegt und nicht überschritten werden darf. Entsprechend ist wenigstens eine zweistufige Prüfung vorzunehmen, nämlich zunächst ob die anfängliche Leistungsgrenze überschritten werden kann, und wenn das der Fall ist, ob die erhöhte Leistungsgrenze unterhalb der Maximalgrenze liegt, bzw. dass die erhöhte Leistungsgrenze durch die Maximalgrenze begrenzt wird. Dadurch können besonders auch technisch unabdingbare Obergrenzen berücksichtigt werden. Damit können besonders auch Beschädigungen von Elementen vermieden werden. Vorzugsweise ist eine solche Maximalgrenze als zeitlicher Verlauf ausgebildet, der besonders kurzzeitige Erhöhungen zulässt. Kurzzeitige Leistungserhöhungen selbst oberhalb einer technisch bedingten dauerhaften Obergrenze können bspw. bei thermisch bedingten Obergrenzen sinnvoll sein. Bei thermischen Obergrenzen kann ein kurzzeitiges Ansteigen einer Leistung aufgrund thermischer Trägheit des Systems bzw. entsprechenden Elementes kurzzeitig tolerierbar sein. Vorzugsweise wird geprüft, ob die Einspeisebegrenzung momentan oder in einem zukünftigen Zeitraum relevant ist. Diese Prüfung wird insbesondere wenigstens in dem Erfassungsschritt und/oder in dem Grundprüfschritt durchgeführt. Dadurch kann jedenfalls sofort reagiert werden, oder bei zukünftigen Einspeisebegrenzungen entsprechend vorgeplant werden. So können bspw. bereits im Vorfeld Schritte zur Umsetzung der Erhöhung der Leistungsgrenze eingeleitet werden, die etwas Zeit zur Umsetzung benötigen.
Gemäß einer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zum Einspeisen elektrischer Leistung oberhalb der anfänglichen Leistungsgrenze elektrische Leistung, insbesondere die die anfängliche Leistungsgrenze überschreitende Leistung, wenigstens einem in dem Verteilnetz angeschlossenen Verbraucher zugeführt wird. Dies betrifft besonders auch den Fall, dass der in dem Verteilnetz angeschlossene Verbraucher als Kriterium gedient hat, dass überhaupt eine Überschreitung der anfänglichen Leistungsgrenze möglich ist. Ebenfalls kann hier der Fall zugrunde liegen, dass die Ursache für die anfängliche Einspeisebegrenzung nicht in dem Verteilnetz seine Ursache hat. Dieser hier gemachte Vorschlag kann aber auch in anderen Fällen zur Anwendung kommen, bzw. zusätzlich zur Anwendung kommen. Jedenfalls wird hier vorgeschlagen, einen Verbraucher desselben Verteilnetzes Leistung zukommen zu lassen, um dadurch diese Leistung erzeugen und einspeisen zu können, ohne dass aber Leistungsgrenzen in anderen Bereichen des elektrischen Versorgungsnetzes, z.B. an einem Übergabepunkt
von dem Verteilnetz zu dem höheren Netzabschnitt, überschritten werden müssen. Ein solches konkretes Zuführen von Leistung an einen Verbraucher kann bspw. durch eine Spannungssteuerung im elektrischen Versorgungsnetz erfolgen, bspw. durch entsprechende Blindleistungseinspeisung durch dezentrale Erzeuger in dem relevanten Netzab- schnitt und/oder durch Stufentransformatoren. Vorzugsweise wird dazu eine Kommunikationsstruktur vorgeschlagen, über die das Windenergiesystem mit dem Verbraucher Kommuniziert. Neben einer Kommunikation über Funknetze oder Telefonnetze, einschließlich Mobiltelefonnetze, kann auch eine Rundsteuerung vorgesehen sein, bei der das Windenergiesystem ein Signal über eine Stromleitung an den bzw. die betreffenden Verbraucher sendet.
Als weitere Variante wird vorgeschlagen, dass eine Steuerung des wenigstens einen Verbrauchers abhängig allgemeiner Kriterien erfolgt, wie bspw. Uhrzeit, Sonneneinstrahlung oder Windgeschwindigkeit. Das Windenergiesystem kann sich dann bspw. darauf verlassen, dass der Verbraucher zu einer vorbestimmten Uhrzeit eine festgelegte Mindestleistung aufnimmt, oder es ist festgelegt, dass der Verbraucher ab einer vorbestimmten Windgeschwindigkeit, die er z.B. leicht messen oder einem Wetterbericht entnehmen kann, eine vereinbarte Mindestleistung abnimmt. Das kann auch als Mitnahmeschaltung oder Mitnahmesteuerung bezeichnet werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zum Einspeisen elektrischer Leistung oberhalb der anfänglichen Leistungsgrenze handelbare Kapazitäten anderer Leistungserzeuger des Verteilnetzes genutzt werden. Hier wurde erkannt, dass häufig mehrere Erzeuger vorhanden sind, die in dasselbe Verteilnetz einspeisen und solche Erzeuger aber einen unterschiedlichen Bedarf an einem Überschreiten der anfänglichen Leistungsgrenze haben. Solche Kapazitäten werden hier gehandelt und bilden somit handelbare Kapazitäten, nämlich Kapazitäten zusätzlich einspeisbarer Leistung.
Auch dieser Vorschlag kann von der Variante ausgehen, dass das Vorhandensein solcher handelbarer Kapazitäten bzw. überhaupt der Möglichkeit, solche Kapazitäten zu handeln, auch das Kriterium war, oder eines der Kriterien war, dass überhaupt die an- fängliche Leistungsgrenze überschritten werden kann. Aber auch diese vorgeschlagene Maßnahme kann mit unterschiedlichen Kriterien kombiniert werden und diese Maßnahme kann auch mit anderen Maßnahmen kombiniert werden bzw. diese Maßnahme kann eine Ergänzung bilden.
Besonders wird dies dafür vorgeschlagen, dass handelbare Kapazitäten an das Verteilnetz angeschlossener Photovoltaikanlagen, elektrischer Speicher und/oder weiterer Windparks genutzt werden. Hier wurde besonders erkannt, dass häufig Leistung von Windenergieanlagen bzw. Windparks, also Leistung aus Wind, antizyklisch zu Leistung aus Photovoltaikanlagen, also Sonnenergie, vorhanden ist. Wenn also der Windpark viel Leistung einspeisen kann, kann eine Photovoltaikanlage häufig nur wenig Leistung einspeisen, oder umgekehrt. Dadurch sind meist solche vorgeschlagenen handelbaren Kapazitäten, nämlich handelbare Leistungskapazitäten, vorhanden. Es kann auch sein, dass eine lokale Wetterlage, z.B. ein Gewitter, bei der Photovoltaikanlage eine geringere Einspeisung, als angenommen, verursacht, aber mehr beim Wind vorhanden ist. Die nicht genutzte Kapazität kann dann von der Photovoltaikanlage oder einem Photovoltaik- anlagen-Park a den Windpark weitergegeben werden. Es kommt auch in Betracht, dass bspw. ein benachbarter Windpark auf Grund einer Wartung nicht oder nur reduziert einspeist und dadurch Kapazitäten verfügbar hat. Ebenso können elektrische Speicher, aus denen in das Verteilnetz eingespeist wird, handelbare Kapazitäten haben, oder zumindest überschüssige Leistung aufnehmen und Zwischenspeichern. Auch das kann ein Abregeln des Windparks im Falle einer entsprechenden anfänglichen Einspeisebegrenzung vermeiden oder verringern. Auch kann es für einen Speicherbetrieb sinnvoll sein, gespeicherte Strommengen nicht oder verspätet einzuspeisen. Dadurch werden Einspeisekapazitäten frei, die entgeltlich als Netzanschlussleistung an das Windenergiesystem weitergegeben werden können.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Windenergiesystem zusätzlich eine Photovoltaikanlage und optional einen elektrischen Speicher umfasst, der wenigstens eine Energiemenge von 10 Minuten Nennleistung des Windparks speichern kann. Der Speicher hat also eine signifikante Speicherkapazität. Auch hier wird ausgenutzt, dass ein Windpark und Photovoltaikanlagen häufig antizyklisch arbeiten und somit bei wenig Leistung des einen Systems das andere System viel Leistung hat und Einspeisen kann. Hier ist die Besonderheit, dass Windpark und Solaranlagen in demselben Windenergiesystem zusammengefasst sind. Dadurch kann ein solcher Leistungsausgleich aufgrund der genannten antizyklischen Leistungserzeugung beider Systeme bereits innerhalb des Windenergiesystems vorgenommen werden, wodurch unmittelbar die anfängliche Einspeisebegrenzung zumindest teilweise umgangen werden kann.
Dazu wird zudem vorgeschlagen, dass der Windpark, die Photovoltaikanlage und ggf. der elektrische Speicher jeweils durch eine Nennleistung gekennzeichnet sind und die Summe dieser Nennleistungen eine Summenleistung bildet. Wenn also alle diese Systeme mit Nennleistung betrieben werden, was allerdings selten gleichzeitig der Fall ist, könnte das Windenergiesystem mit den zwei bzw. drei Systemen zusammen die Summenleistung als Summe aller ihrer Nennleistungen erzeugen.
Das dient allerdings nur der Veranschaulichung und stattdessen wird hier vorgeschlagen, dass der Netzanschlusspunkt fest auf einen festen Leistungswert unterhalb der Summenleistung und oberhalb oder im Bereich der größten Nennleistung der genannten Nennleis- tungen begrenzt ist. Die Summenleistung kann also aufgrund der Begrenzung des Netzanschlusspunktes gar nicht eingespeist werden. Insoweit ist der Netzanschlusspunkt fest auf einen solchen festen Leistungswert begrenzt, insbesondere ist eine solche Begrenzung unabdingbar, weil sie auch physikalisch bedingt sein kann. Außerdem liegt dieser feste Leistungswert oberhalb der größten Nennleistung. Hat also bspw. der Windpark die größte Nennleistung, so liegt der feste Leistungswert im Bereich oder oberhalb der Nennleistung des Windparks und unterhalb der Summenleistung. Der Netzanschlusspunkt ist insoweit im Hinblick auf das gesamte Windenergiesystem unterdimensioniert, für den Windpark alleine aber gut dimensioniert, oder überdimensioniert. Dadurch entstehen ggf. noch Reserven, dass bei Betrieb des Windparks mit Nennleistung bspw. noch etwas PV Leistung erzeugt und eingespeist werden kann. Auch hier liegt der Gedanke zugrunde, dass kaum zu erwarten ist, dass der Windpark und die Photovoltaikanlage gleichzeitig Nennleistung erreichen können, sondern das Erreichen der Nennleistung bei beiden zueinander antizyklisch zu erwarten ist.
Dazu wird nun zusätzlich, zumindest optional, vorgeschlagen, dass der Netzanschluss- punkt dynamisch auf einen dynamischen Leistungswert unterhalb der größten Nennleistung begrenzt ist. Es wird also eine dynamische Begrenzung vorgeschlagen, die damit den Netzanschlusspunkt selbst für den Windpark unterdimensioniert erscheinen lässt. Diese Begrenzung ist allerdings dynamisch und kann ggf. erhöht werden und zumindest mehr Leistung als Nennleistung des Windparks zulassen. Unter einer solchen dynamischen Begrenzung der Netzanschlusskapazität ist zu verstehen, dass sich der feste Leistungswert, auf die der Netzanschlusspunkt begrenzt ist, zusammensetzt aus einem Grundanteil und einem dynamischen Anteil. Bspw. kann die Begrenzung bezogen auf Nennleistung des Windparks als 100 % aus einem 80-
prozentigen Grundanteil und einem dynamischen Anteil von 30% zusammengesetzt sein, so dass der feste Leistungswert, auf den Netzanschlusspunkt fest begrenzt ist, 110 % beträgt. Mehr als 110 % kann über diesen Netzanschlusspunkt also auch physikalisch nicht eingespeist werden, und insoweit ist dieser feste Leistungswert als Obergrenze fest, die nicht überschritten werden kann.
Dieser feste Leistungswert als absolute Obergrenze, also die beispielhaft genannten 110 %, setzen sich aber aus einem Grundanteil, bspw. von 80 %, und einem dynamischen Anteil von 30 % zusammen. Der Grundanteil ist somit grundsätzlich vorhanden, so dass also eine Einspeisung von 80 % grundsätzlich immer möglich ist, sofern keine anderen Gründe dagegen sprechen. Die 110 % können aber nur erreicht werden, wenn dieser dynamische Anteil von 30 % ergänzt wird. Dazu muss dieser dynamische Anteil erst noch als zusätzliche Netzanschlusskapazität beschafft werden. Das kann bspw. so erfolgen, dass eine entsprechende Kapazität noch im angeschlossenen Verteilnetz vorhanden ist, z.B. bei einem nicht ausgelasteten Einspeiser. Erfindungsgemäß wird auch ein Windenergiesystem zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz an einem Netzverknüpfungspunkt vorgeschlagen. Ein solches Windenergiesystem umfasst wenigstens einen Windpark. Es kann auch zusätzlich eine Photovoltaikanlage beinhalten und stattdessen oder zusätzlich einen elektrischen Speicher, der wenigstens eine Energiemenge in Höhe von 10 Minuten Nennleistung des Windparks speichern kann.
Für dieses Windenergiesystem wird eine Netztopologie vorausgesetzt, bei der das elektrische Versorgungsnetz, an das das Windenergiesystem über den Netzverknüpfungspunkt angeschlossen ist, wenigstens ein Verteilnetz und wenigstens einen weiteren hierarchisch über dem Verteilnetz liegenden höheren Netzabschnitt aufweist. Es liegen also wenigstens zwei Netzebenen vor und das Windenergiesystem ist über dem Netzverknüpfungspunkt an dem Verteilnetz angeschlossen, also an der unteren Ebene.
Das Windenergiesystem umfasst weiter eine Erfassungseinheit zum Erfassen einer auf den Netzverknüpfungspunkt bezogenen anfänglichen Einspeisebegrenzung, die eine anfängliche Leistungsgrenze vorgibt, bis zu der das Windenergiesystem elektrische Leistung in das elektrische Versorgungsnetz einspeisen kann. Eine solche Erfassungseinheit kann besonders ein Prozessrechner sein, der mit einer externen Einheit verbunden ist, über die er die anfängliche Einspeisebegrenzung erhält. Der anfänglichen Einspeisebegrenzung kann also bspw. als entsprechendes Befehlssignal an die Erfassungs-
einheit, also den genannten Prozessrechner übertragen werden. Es kommt aber auch in Betracht, dass interne Kriterien, z.B. eine zeitabhängige Einspeisebegrenzung, in der Erfassungseinheit, besonders dem genannten Prozessrechner, bereits implementiert sind und dadurch die anfängliche Einspeisebegrenzung erfasst wird. Die Erfassungseinheit kann auch Teil eines zentralen Parkrechners sein.
Weiterhin ist eine Prüfeinheit vorgesehen zum Prüfen, ob die vom Windpark aus Wind erzeugbare Parkleistung durch die anfängliche Einspeisebegrenzung begrenzt ist. Insbesondere prüft die Prüfeinheit, ob die aus Wind erzeugbare Parkleistung über der anfänglichen Leistungsgrenze liegt, so dass der Windpark durch die anfängliche Leistungsgrenze in seiner Leistungsabgabe gedrosselt wird, insbesondere auf eine Leistung unterhalb der anfänglichen Leistungsgrenze gedrosselt wird. Die Prüfeinheit kann dazu als Prozessrechner mit einem zentralen Parkrechner verbunden sein und darüber Informationen über die vom Windpark aus Wind erzeugbare Parkleistung erhalten. Außerdem kann die Prüfeinheit die anfängliche Einspeisebegrenzung als Information von der Erfassungsein- heit erhalten und das Prüfung zugrunde legen. Die Prüfeinheit kann auch Teil eines zentralen Parkrechners sein.
Weiterhin ist eine Evaluierungseinheit vorgesehen, zum Evaluieren, ob die anfängliche Leistungsgrenze erhöht werden kann, wenn in der Prüfeinheit erkannt wurde, dass die Parkleistung gedrosselt wird. Besonders kann die Evaluierungseinheit hierbei als Pro- zessrechner ausgebildet sein und prüfen, ob die anfängliche Einspeisebegrenzung unter gewissen Umständen doch überschritten werden kann. Dazu kann die Evaluierungseinheit besonders auch Informationen von der Erfassungseinheit über die anfängliche Einspeisebegrenzung einschließlich der Ursache für diese Einspeisebegrenzung bekommen. Die Evaluierungseinheit kann Teil eines zentralen Parkrechners sein. Außerdem ist eine Änderungseinheit vorgesehen zum Erhöhen der anfänglichen Leistungsgrenze auf eine erhöhte Leistungsgrenze, wenn in der Evaluierungseinheit erkannt wurde, dass die Leistungsgrenze erhöht werden kann. Auch die Änderungseinheit kann als Prozessrechner ausgebildet sein und mit der Evaluierungseinheit gekoppelt sein, um von dieser Informationen zu erhalten, ob die anfängliche Leistungsgrenze überhaupt erhöht werden kann. Weiterhin kann die Änderungseinheit bspw. weitere Informationen von der Erfassungseinheit erhalten, um daraus ableiten zu können, wie stark und vielleicht auch für welche Zeit die Leistungsgrenze erhöht werden kann. Auch die Änderungseinheit kann ebenso Teil eines zentralen Parkrechners sein, nämlich besonders des
zentralen Parkrechners, der in einer Variante die Erfassungseinheit, die Prüfeinheit, die Evaluierungseinheit und die Änderungseinheit umfassen kann. Die Einheiten können dort gemäß einer Ausführungsform als entsprechende logische Einheiten getrennt oder strukturiert sein. Außerdem ist eine Einspeisevorrichtung vorgesehen zum Einspeisen elektrischer Leistung oberhalb der anfänglichen Leistungsgrenze, wenn durch die Änderungseinheit die anfängliche Leistungsgrenze auf eine erhöhte Leistungsgrenze erhöht wurde. Besonders kann die Einspeisevorrichtung dazu von der Änderungseinheit und/oder dem zentralen Parkrechner angesteuert werden. Die Einspeisevorrichtung kann besonders ein Wechsel- richter zum Erzeugen und Einspeisen eines elektrischen Wechselstroms sein. Die Einspeisevorrichtung kann aber auch die Gesamtheit aller Wechselrichter der einzelnen Windenergieanlagen des Windparks sein. Im einfachsten Fall kann auch die Änderungseinheit die Einspeisevorrichtung derart ansteuern und zum Erhöhen der anfänglichen Leistungsgrenze freigeben, dass die Leistungsgrenze aufgehoben wird. Entsprechend kann die Änderungseinheit die Leistungsgrenze auch wieder neu setzen, wenn die Aufhebung nicht mehr möglich ist.
Es wird nun auch für dieses Windenergiesystem vorgeschlagen, dass durch die Evaluierungseinheit geprüft wird, ob die anfängliche Einspeisebegrenzung über eine Begrenzungsumverteilung verändert werden kann. Dies kann besonders so geprüft werden, wie oben im Zusammenhang mit den Erläuterungen zum Einspeiseverfahren erläutert wurde, insbesondere wie im Zusammenhang mit den möglichen Kriterien zum Prüfen auf das Vorliegen einer Begrenzungsumverteilung erläutert wurde. Die Evaluierungseinheit kann dabei besonders die entsprechenden Informationen Zusammentragen und auswerten. Diese Information kann sie besonders von der Erfassungseinheit erhalten. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass das Windenergiesystem dazu vorbereitet ist, ein Verfahren gemäß wenigstens einer vorstehend beschriebenen Ausführungsform auszuführen. Insbesondere ist dafür ein zentraler Parkrechner vorgesehen.
Insbesondere kann dieser Parkrechner die Erfassungseinheit, die Prüfeinheit, die Evaluierungseinheit und die Änderungseinheit umfassen. Ein solcher oder auch anderer zent- raler Parkrechner ist vorzugsweise über ein Parkinformationsnetz mit jeder Windenergieanlage des Windparks verbunden, um dadurch Informationen an die Windenergieanlagen zu senden und/oder Informationen von den Windenergieanlagen zu erhalten. Zusätzlich ist ein solcher zentraler Parkrechner vorzugsweise mit einer externen Einheit wie einem
externen Steuerzentrum, insbesondere einem Steuerzentrum eines Netzbetreibers verbunden oder verbindbar, um von dort Informationen zu erhalten und/oder dorthin Informationen zu übertragen.
Nachfolgend wird die Erfindung exemplarisch anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine Windenergieanlage in einer perspektivischen Darstellung.
Figur 2 zeigt einen Windpark in einer schematischen Darstellung.
Figur 3 zeigt schematisch ein Windenergiesystem zusammen mit einem Teil eines elektrischen Versorgungsnetzes mit weiteren Erzeugern und Verbrauchern. Figur 1 zeigt eine Windenergieanlage 100 mit einem Turm 102 und einer Gondel 104. An der Gondel 104 ist ein Rotor 106 mit drei Rotorblättern 108 und einem Spinner 110 angeordnet. Der Rotor 106 wird im Betrieb durch den Wind in eine Drehbewegung versetzt und treibt dadurch einen Generator in der Gondel 104 an.
Figur 2 zeigt einen Windpark 112 mit beispielhaft drei Windenergieanlagen 100, die gleich oder verschieden sein können. Die drei Windenergieanlagen 100 stehen somit repräsentativ für im Grunde eine beliebige Anzahl von Windenergieanlagen eines Windparks 112. Die Windenergieanlagen 100 stellen ihre Leistung, nämlich insbesondere den erzeugten Strom über ein elektrisches Parknetz 114 bereit. Dabei werden die jeweils erzeugten Ströme bzw. Leistungen der einzelnen Windenergieanlagen 100 aufaddiert und meist ist ein Transformator 116 vorgesehen, der die Spannung im Park hochtransformiert, um dann an dem Einspeisepunkt 118, der auch allgemein als PCC bezeichnet wird, in das Versorgungsnetz 120 einzuspeisen. Fig. 2 ist nur eine vereinfachte Darstellung eines Windparks 112, die beispielsweise keine Steuerung zeigt, obwohl natürlich eine Steuerung vorhanden ist. Auch kann beispielsweise das Parknetz 114 anders ge- staltet sein, indem beispielsweise auch ein Transformator am Ausgang jeder Windenergieanlage 100 vorhanden ist, um nur ein anderes Ausführungsbeispiel zu nennen.
Figur 3 zeigt schematisch ein Windenergiesystem 300, nämlich im Wesentlichen in der linken Hälfte der Figur 3 und einen Teil eines elektrischen Versorgungsnetzes 302, nämlich im Wesentlichen in der rechten Hälfte der Figur 3. Das Windenergiesystem 300 weist hier exemplarisch einen Windpark 304 auf, der durch drei Windenergieanlagen exempla-
risch symbolisiert ist, außerdem eine Photovoltaikanlage 306 und einen elektrischen Speicher 308. Außerdem ist ein zentraler Parkrechner 310 vorgesehen, der den Windpark 304 ansteuern kann, aber auch die übrigen Elemente des Windenergiesystems 300, nämlich besonders auch die Photovoltaikanlage 306 und den elektrischen Speicher 308. Der zentrale Parkrechner 310 weist dafür eine Erfassungseinheit 31 1 , eine Prüfeinheit 312, eine Evaluierungseinheit 313 und eine Änderungseinheit 314 auf. Diese vier Einheiten können jeweils als Mikroprozessor vorgesehen sein und sind daher als m-i , m2, m3 bzw. P4 gekennzeichnet. Der zentrale Parkrechner 310 kann den Windpark 304, die Photovoltaikanlage 306 und den elektrischen Speicher 308, der als Batteriespeicher ausgebildet sein kann, ansteuern und von dort auch Informationen empfangen, was jeweils durch einen Doppelpfeil angedeutet ist.
Die Kommunikation des zentralen Parkrechners 310 mit dem Windpark 304 kann besonderes auch einzeln mit entsprechenden Einspeisevorrichtungen 316 erfolgen. Jede der Windenergieanlagen kann eine solche Einspeisevorrichtung 316 aufweisen, die beson- ders einen einspeisbaren elektrischen dreiphasigen Wechselstrom erzeugen kann. Das ist durch das Symbol eines Halbleiterschalters angedeutet. Die Figur 3 zeigt eine solche Einspeisevorrichtung 316 nur für eine der drei symbolisch dargestellten Windenergieanlagen deutlich und bei den übrigen ist eine solche Einspeisevorrichtung 316 nur angedeutet. Besonders kann die Änderungseinheit 314 mit den Einspeisevorrichtungen 316 verbunden sein, um ihnen ein Signal zum Verändern der einzuspeisenden elektrischen Leistung zu übertragen.
Die Windenergieanlage des Windparks 304 als auch die Photovoltaikanlage 306 und ggf. der elektrische Speicher 308 können über einen Parktrennschalter 318 und einen Parktransformator 320 an einem Netzverknüpfungspunkt 322 in ein erstes Verteilnetz 324 eispeisen. Damit speisen sie dann auch in das elektrische Versorgungsnetz 302 ein, von dem das erste Verteilnetz 324 ein Teil ist.
Der zentrale Parkrechner 310 kommuniziert zudem mit einer externen Leitstelle 326, die besonders von einem Netzbetreiber, der für das elektrische Versorgungsnetz 302 oder einen Teil davon verantwortlich ist, betrieben werden kann. Auch hier können Informatio- nen in beiden Richtungen ausgetauscht werden. Insbesondere kann die Empfangseinheit 31 1 mit der externen Leitstelle 326 kommunizieren und von dort auch eine anfängliche Einspeisebegrenzung als Information erhalten. Weiterhin kann der zentrale Parkrechner 310, insbesondere die Empfangseinheit 31 1 auch Informationen zur Herkunft oder Ursa-
che einer solchen anfänglichen Einspeisebegrenzung erhalten. Eine solche anfängliche Einspeisebegrenzung ist dabei auf den Netzverknüpfungspunkt 322 bezogen.
Die externe Leitstelle 326 kann dabei auch weitere anfängliche Einspeisebegrenzungen an andere Einspeiser übertragen, insbesondere an eine symbolisch dargestellte zweite Photovoltaikanlage 328. Diese zweite Photovoltaikanlage 328 ist nicht Teil des Windenergiesystems 300, sondern speist eigenständig ein und kann daher auch einen eigenständigen Schalter aufweisen. Die zweite Photovoltaikanlage 328 könnte auch über einen Transformator in das elektrische Versorgungsnetz 302 einspeisen, was hier der Einfachheit halber nicht dargestellt ist. Überhaupt sind in dem elektrischen Versorgungsnetz 302 der Figur 3 symbolisch viele Schalter, ähnlich dem Parkschalter 318 eingezeichnet, die besonders veranschaulichen sollen, dass an diversen Stellen die Möglichkeit einer Auftrennung besteht. Ggf. kann der Netzbetreiber von seiner externen Leitstelle 326 solche Schalter auch ansteuern und ihre Stellung abfragen, was jeweils durch entsprechende Doppelpfeile angedeutet ist. Sämtli- che dem Parkschalter 318 ähnliche Schalter sind in der Figur 3 nur zum Zwecke der besseren Erkennbarkeit geöffnet dargestellt. Der normale Betriebsfall ist, dass all diese Schalter geschlossen sind.
Neben dem ersten Verteilnetz 324 sind ein zweites Verteilnetz 330 und ein drittes Verteilnetz 332 dargestellt. Diese drei Verteilnetzte 324, 330 und 332 können die gleiche Hie- rarchieebene haben und insbesondere auch die gleiche Spannungsebene, wenngleich das keine zwingende Voraussetzung ist.
Außerdem ist ein über dem ersten Verteilnetz 324 und damit auch über dem zweiten und dritten Verteilnetz 330 bzw. 332 liegender höherer Netzabschnitte 334 eingezeichnet. Dieser höhere Netzabschnitt 334 ist dabei u.a. über einen Hochspannungstransformator 336 und einen Netztrennschalter 338 mit dem ersten Verteilnetz 324 verbunden.
Weiterhin ist symbolisch eine Siedlung 340 gezeigt, die an das zweite Verteilnetz 330 angeschlossen ist. Weiterhin ist eine Fabrik 342 als industrieller Verbraucher an das dritte Verteilnetz 332 angeschlossen. An das dritte Verteilnetz 332 ist auch noch veranschaulichend ein konventionelles Kraftwerk 344 über einen Hochspannungstransformator 346 angeschlossen. Diese Darstellung kann aber auch eine Situation veranschaulichen, demnach das konventionelle Kraftwerk 344 an einen Netzabschnitt höherer Ordnung
angeschlossen ist. Besonders kann das Kraftwerk bspw. auch direkt an den höheren Netzabschnitt 334 angeschlossen sein.
Grundsätzlich sind die gezeigten Verteilnetze 324, 330 und 332, der höhere Netzabschnitt 334, die Verbraucher 340 und 342 sowie die Einspeiser 328 und 344 als Teil des elektrischen Versorgungsnetzes zu sehen, jedenfalls aus Sicht des Windenergiesystems 300. Aus anderer Sicht könnte selbst das Windenergiesystem 300 als Teil des elektrischen Versorgungsnetzes verstanden werden.
Anhand dieser schematischen Darstellung einer Konstellation eines elektrischen Versorgungsnetzes 302 mit Windenergiesystem 300 kann zumindest ein Teil des erfindungs- gemäßen Gedankens erläutert werden. Empfängt der zentrale Parkrechner 310, besonders die Empfangseinheit 31 1 , von der Leitstelle 326 eine anfängliche Einspeisebegrenzung, so kann dies zunächst von der Erfassungseinheit 311 festgestellt werden. Diese Information kann an die Prüfeinheit 312 weitergegeben werden. Die Prüfeinheit kann dann darauf basierend prüfen, ob die vom Windpark aus Wind erzeugbare Parkleistung durch diese anfängliche Einspeisebegrenzung begrenzt ist. Mit anderen Worten kann die Prüfeinheit 312 besonders prüfen, ob überhaupt ausreichend Wind vorhanden ist, damit eine solche anfängliche Einspeisebegrenzung überhaupt auf den derzeitigen Einspeisezustand des Windparks einen Einfluss hat.
Die Evaluierungseinheit 313 kann dann, wenn sich herausgestellt hat, dass die anfängli- che Einspeisebegrenzung für den Windpark relevant ist, evaluieren, ob diese anfängliche Leistungsbegrenzung evtl doch erhöht werden kann. Ist das der Fall, kann die Änderungseinheit 314 die anfängliche Leistungsgrenze, die durch die anfängliche Einspeisebegrenzung vorgegeben wurde, ggf. erhöhen und dabei auch entsprechend einen Erhöhungswert bzw. einen neuen Wert nach Erhöhung für die einzuspeisende Leistung be- stimmen. Das Ergebnis kann sie dann an die Einspeisevorrichtungen 316 geben, so dass sich die Windenergieanlagen des Windparks 304 entsprechend verhalten können. Im Übrigen kann auf diesem Wege auch die zuvor vorgegebene und dann möglicherweise zunächst auch umgesetzte anfängliche Einspeisebegrenzung den Windenergieanlagen mitgeteilt worden sein. Es kommen verschiedene Begrenzungsumverteilungen in Betracht, von denen einige anhand der veranschaulichten Konstellation der Figur 3 nun exemplarisch erläutert werden sollen.
Besonders besteht eine Variante, die auch gut zur Veranschaulichung dient, darin, dass der Netzbetreiber, für den repräsentativ seine Leitstelle 326 steht, eine Leistungsbegrenzung für die Übertragung von Leistung in den höheren Netzabschnitt 334 wünscht. Der höhere Netzabschnitt 334 ist im Übrigen in Figur 3 veranschaulichend mit einer weiteren sich auftrennenden Teilleitung 350 gezeigt, die andeuten soll, dass der höhere Netzabschnitt 334 auch Teil eines Übertragungsnetzes sein kann, oder zu einem Übertragungsnetz hinführt. Besonders auch aus Gründen des Schützens oder Steuerns eines solchen Übertragungsnetzes kann diese beispielhafte gewünschte Begrenzung in Betracht kommen, nämlich eine Begrenzung der Leistung, die anschaulich gesprochen über den Hochspannungstransformator 336 übertragen werden soll. Der Netztrennschalter 338 ist natürlich in diesem Fall geschlossen.
Diese Begrenzung kann nun gleichmäßig verteilt worden sein auf die Einspeiser, besonders auf die regenerativen Einspeiser, nämlich das Windenergiesystem 300 und die zweite Photovoltaikanlage 328. Für das Windenergiesystem 300 hat sich dann herausgestellt, dass diese anfängliche Einspeisebegrenzung tatsächlich die Einspeisung begrenzt, hier nämlich der Windpark 304 seine erzeugte Leistung reduzieren muss bzw. müsste. Der Grund hierfür kann, um es anschaulich auszudrücken, ungemütliches Herbstwetter mit starkem Wind und wenig Sonne sein. In diesem Fall liegt dann aber die zweite Photovoltaikanlage 328, die z.B. hinsichtlich ihrer Nennleistung größer sein kann, als die Photovoltaikanlage 306 des Windenergiesystems 300, weit unter der ihr vorgegebenen Einspeisebegrenzung. Wenn das Windenergiesystem 300 das weiß, weil nämlich besonders die Evaluierungseinheit 313 das evaluiert hat, so kann das Windenergiesystem 300 entsprechend mehr Leistung als die für sie vorgegebene anfängliche Einspeisebegrenzung diktiert hat, einspeisen. Die eigentlich für den Hochspannungstransformator 336 vorgesehene Leistungsbegrenzung wird dann nämlich trotzdem eingehalten.
Im Übrigen kommt dieses genannte Beispiel auch dann in Betracht, wenn die zweite Photovoltaikanlage 328, anders als in Figur 3 veranschaulicht, nicht an dem zweiten Verteilnetz 330, sondern an denselben Verteilnetz 324 angeschlossen wäre. Als weitere Variante, die auch mit der o.g. genannten kombiniert werden kann, kommt in Betracht, dass bekannt ist, dass die symbolisch dargestellte Fabrik 342, also ein Großverbraucher, sehr viel Leistung benötigt, oder sogar einen erhöhten Leistungsbedarf angemeldet hat. Eine solche Information kann z.B. von der Fabrik 342 oder einem ande-
ren Großverbraucher, an die externe Leitstelle 326 gegeben werden. Diese kann diese Information an den zentralen Parkrechner 310 weitergeben, so dass diese Information schließlich auch zur Evaluierungseinheit 313 gelangt.
Ist also dieser hohe oder sogar erhöhte Leistungsbedarf der Fabrik 324 bekannt, besteht ebenfalls die Möglichkeit, dass das Windenergiesystem 300 die eigentlich vorgegebene anfängliche Einspeisebegrenzung überschreitet diese erhöhte Leistung fließt dann aber, zumindest teilweise, unmittelbar zum Großverbraucher, also hier zu der Fabrik 342, ohne dass diese Leistung den Hochspannungstransformator 336 passieren muss. Auch dieses ist insoweit eine Umverteilung, weil nämlich die anfängliche Einspeisebegrenzung, die ihre Ursache in dem höheren Netzabschnitt 334 hat, anderweitig verteilt werden kann, in dem die überschüssige Leistung quasi an der Problemstelle vorbeigeleitet wird. Auch insoweit ist hier aus Gründen der besseren Veranschaulichung der Hochspannungstransformator 336 genannt, ohne dass dieser tatsächlich das Problem sein muss. Dieser Hochspannungstransformator 336 kann insoweit als Übertragungspunkt zum höheren Netzabschnitt 334 verstanden werden.
Es kommen auch noch weitere Begrenzungsumverteilungen in Betracht, nämlich ganz generell die beiden weiteren Verteilnetze, also das zweite und dritte Verteilnetz 330 bzw. 332 zu verwenden. Dabei kann auch in Betracht kommen, dass jedes dieser Verteilnetze seinerseits über einen anderen Verknüpfungspunkt mit dem höheren Netzabschnitt 334 verbunden ist und darüber somit die Leistungsflüsse geändert werden können.
Insoweit kann die Begrenzungsumverteilung, was für jegliche Ausführungsformen gilt, synonym auch als Leistungsumverteilung bezeichnet werden.
Eine weitere Variante der Begrenzungsumverteilung oder Leistungsumverteilung kann darin bestehen, dass eine Leistungsbegrenzung über eine Kostenfunktion gesteuert wird. Bspw. kann eine Leistungsbegrenzung vorgegeben werden, die so definiert ist, dass ein Überschreiten dieser Leistungsbegrenzung zu einer Kostenabgabe führt bzw. zu einer Reduzierung der Einspeisevergütung. Das gezeigte Windenergiesystem 300 kann in diesem Fall dann prüfen, ob es ratsam ist, die anfängliche Einspeisebegrenzung zu überschreiten und dadurch eine Reduktion der Vergütung zu akzeptieren, oder stattdes- sen, besonders wenn die Begrenzung zeitlich begrenzt ist, Leistung in den elektrischen Speicher 308 einzuspeisen. Dadurch kann eine von extern indirekt eine Steuerung des Windenergiesystems vorgenommen werden.
Es kommt aber auch in Betracht, dass solche technisch wirksamen Steuerungen über Kosten oder Vergütungen für die Summe aller Beteiligten, also besonders der Einspeiser und Verbraucher, unterschiedliche Wirkungen entfalten kann, so dass eine insgesamt stabile Steuerung resultiert. Besonders kann eine Kostenvorgabe für das Überschreiten einer anfänglichen Einspeisebegrenzung einhergehen mit einer Kostenverringerung für Verbraucher, die Leistung entnehmen, wie das bspw. vom sog. Nachstrom der Fall ist, bei dem selbst Endverbraucher wie kleine Haushalte nachts den Strom günstiger erhalten als tagsüber. Überschreitet also das Windenergiesystem die anfängliche Einspeisebegrenzung, mit dem Ergebnis, dass die Vergütung verringert wird, kann dafür bspw. von den Haushalten der Siedlung 340 günstiger Strom erhalten werden, der dann auch in Anspruch genommen wird. Andere Einspeiser, wie das beispielhaft gezeigte konventionelle Kraftwerk 344 können durch eine geringere Einspeisung Primärenergie sparen, was bei einem Windparksystem grds. nicht der Fall ist, es sei denn das Windenergiesystem hat einen elektrischen Speicher. Entsprechend ergibt das für ein konventionelles Kraft- werk mehr Sinn, einer Leistungsbegrenzung nachzukommen.
All dies kann dann in der Summe dazu führen, dass insgesamt eine gewünschte Leistungsbilanz entsteht, weil also bspw. der Windpark zwar mehr Leistung einspeist, ein konventioneller Einspeiser aber weniger einspeist und ein Verbraucher teilweise dann mehr Leistung konsumiert. Es wurde somit erkannt, dass davon auszugehen ist, dass zukünftig in Verteil- und Übertragungsnetzen eine netzauslastungs- und netzkapazitätsabhängige Berechnung der Netznutzung sinnvoll sein kann. Besonders kommt dann eine variable Bewertung der Netzanschlussleistung in Betracht, ebenso wie eine dynamische Beschränkung.
Somit wird eine Lösung vorgeschlagen, eine Windenergieanlage, einen Windpark und/oder ein Windenergiesystem entsprechend dieser Rahmenbedingungen zu steuern.
Besonders werden dazu Windparks mit einer variablen Netzanschlussleistung vorgeschlagen. Damit kann auch ein variables Netzentgelt berücksichtigt werden.
Es kann eine Erhöhung des Anlagenertrags bzw. eine Vermeidung von Ertragsausfällen realisiert werden. Dazu wird berücksichtigt, dass es im wohl einfachsten Fall zukünftig zu einer einfachen, temporären und/oder dynamischen Limitierung der Netzanschlusskapazität kommen
kann, nämlich auf einen dynamischen Anschlusswert als Alternative oder Ergänzung zu einem Einspeisemanagement. Darauf kann somit auch durch die einfache Beschränkung der Parkleistung auf diesen dynamischen Anschlusswert reagiert werden.
Es wird aber vorgeschlagen, besonders für einen erlösoptimierten Betrieb, bspw. auf Parkebene zu überprüfen, ob die Limitierung aus dem Verteilnetz resultiert oder aufgrund einer Beschränkung aus den höheren Netzebenen.
Weiter wird vorgeschlagen, zu überprüfen, ob die Limitierung die aktuelle Einspeisung oder die zukünftige Einspeisung betrifft und ob es zu möglichen Ertragsausfällen kommen kann. Kommt die Limitierung aus den höheren Netzebenen und droht eine Abregelung, besteht die Chance auf sekundäre Vermarktung der Strommengen im Verteilnetz, wodurch dann doch eine Abregelung vermieden werden kann.
Besteht keine Möglichkeit der sekundären Vermarktung, besteht u.U. die Möglichkeit, Netzanschlusskapazität anderer in der Nähe befindlicher Einspeiser temporär zumindest teilweise mit zu nutzen, beispielsweise von Photovoltaikanlagen oder Windparks mit noch verfügbarer Netzanschlussleistung, oder auch von Windparks, welche sich aktuell in der Wartung befinden.
Als weitere Möglichkeit, die auch ergänzt werden kann, kommt die Nutzung parkinterner Lasten anstelle der Einsenkung der erzeugten Leistung in Betracht. Erst wenn keine Möglichkeit der Netzanschlusskapazitätserhöhung besteht, muss sich der Windpark oder das Windenergiesystem abregeln.
Es wurde erkannt, dass ergänzend die vorgeschlagenen Lösungen auch wirtschaftliche Vorteile haben können.
Besteht nämlich bspw. die dynamische Netzanschlussleistung nicht nur aus einer festen Grenze, sondern ist sie an einen Preis gekoppelt, kann in einer weiteren Ausführungsform die Windenergieanlage oder das Windsystem eine einfache Kostenbetrachtung durchführen. Dabei kann, besonders zusätzlich, geprüft werden, ob die erwartete Einspeisung preislich eine Erhöhung der Netzanschlusskapazität rechtfertigt. Auch hier gilt
es zu prüfen, ob u.U. freie Netzanschlusskapazitäten benachbarter regenerativer Einspeiser genutzt werden können.
Ein weiteres Anwendungsgebiet für regenerative Einspeiser mit einer variablen Netzanschlussleistung sind kombinierte Systeme aus Windenergieanlagen, Photovoltaikanlagen und Speichern. Diese können zusammen ein Windenergiesystem bilden. Beispielsweise kann die Netzanschlussleistung eines solchen Windenergiesystems auf 80 % der Leistung der Windenergieanlagen limitiert sein und beispielsweise einen 30 prozentigen dynamischen Anteil aufweisen. Damit wäre die Netzanschlussleistung variabel auf einen Wert von 80 % bis 110 % der Nennleistung des Windparks eines solchen Windenergie- Systems beschränkt.
Dazu wurde aber erkannt, dass die Windenergieanlagen einerseits und die Photovoltaikanlagen andererseits meist zu unterschiedlichen Zeiten viel Leistung erzeugen, sodass die Beschränkung auf einen Wert nur wenig über dem Nennwert des Windparks alleine ausreichen kann. Oftmals wird selbst der Wert nicht erreicht, was durch den beispielhaf- ten dynamischen Anteil von 30% berücksichtigt werden kann.