P360
Netzverstärkung und -ausbau: Blindleistungskompensationsanlagen Regelzone 50Hertz
Basisdaten
Projektbeschreibung
Dieses Projekt weist die in den Analysen des NEP 2037/2045 (2025) berücksichtigten Bedarfe an Maßnahmen zur Blindleistungskompensation aus, die bereits aus dem NEP 2037/2045 (2023) bekannt sind und über die im Projekt 50HzT-P360 verbindlich festgelegten Maßnahmen hinausgehen.
Seit Beginn der Stabilitätsuntersuchungen in den Netzentwicklungsplänen wurde ein kontinuierlich wachsender Bedarf an Blindleistung festgestellt. Bereits im NEP 2030 (2019) wurde der Bedarf zur Bereitstellung von Blindleistung zur Spannungshaltung an zahlreichen 50Hertz-Standorten erstmals systematisch im Rahmen des Netzentwicklungsplans ausgewiesen. Im NEP 2035 (2021) wurden Spannungshaltung und Spannungsstabilität erneut für den Zeithorizont bis 2035 untersucht. Dabei bestätigten sich die signifikant steigenden Blindleistungskompensationsbedarfe, die bei weitem nicht mehr durch die vorhandenen, direkt oder in nachgelagerten Netzebenen angeschlossenen Erzeugungsanlagen gedeckt werden können.
Die Stabilitätsanalysen im NEP 2037/2045 (2023) (inkl. des Begleitdokument Systemstabilität) zeigen, dass über die Spannungshaltung hinaus auch die Frequenzstabilität dauerhaft gesichert werden muss. Besonders im Fall einer Netzauftrennung gewinnt die Bereitstellung von Momentanreserve an Bedeutung. Um Synergien zu nutzen, sollen Blindleistungskompensationsanlagen entsprechend erweitert werden, sodass sie mehrere Systemdienstleistungen – insbesondere Blindleistung und Momentanreserve – gleichzeitig bereitstellen können. Aus den Analysen des NEP 2037/2045 (2023) sind bereits folgende Maßnahmen bekannt, die über die im Projekt 50HzT-P360 verbindlich festgelegten Maßnahmen hinausgehen:
- M595 b2), i) bis q) und t) bis v): Blindleistungskompensationsanlagen an weiteren Standorten der 50Hertz-Regelzone: Das netztechnische Ziel der Maßnahmen ist es, in den folgenden Umspannwerken stufenlos regelbare Blindleistung mit der regelungstechnischen Option zur Integration von statischen Kompensationsanlagen für die Spannungshaltung in der jeweiligen Netzregion bereit zu stellen. Hierfür sind zudem Anpassungen der 380-kV-Anlagen der Standorte notwendig (ausgenommen sind Neubau-UW). Die Kurzzeitspeicheranlagen werden technisch möglichst eng an den bzgl. der Frequenzstabilität ermittelten minimalen Anforderungen spezifiziert. Dies erfordert einen hohen Wirkleistungsbeitrag (≤ 300 MW) und einen Energiespeicher von ca. 4 MWs pro MW.
- b2) Röhrsdorf (Hybrid-Anlage): 1 x MSCDN 300 Mvar (M595b2) zugehörig zu 1 x STATCOM ±300 Mvar (M595b1)
- i) Streumen: 2 x STATCOM je ±300 Mvar inkl. Kurzzeitspeicheranlage
- j) (Neubau-UW) Iven/West: 1 x STATCOM ±300 Mvar inkl. Kurzzeitspeicheranlage
- k) (Neubau-UW) Suchraum Gemeinde Osterburg: 1 x STATCOM ±300 Mvar inkl. Kurzzeitspeicheranlage
- l) Eula (Hybrid-Anlage): 1 x STATCOM ±300 Mvar inkl. Kurzzeitspeicheranlage (M595l1) mit 1 x Kompensationsspule 176 Mvar (M595l2)
- m) (Neubau-UW) Suchraum Gemeinde Ebenheim: 1 x STATCOM ±300 Mvar inkl. Kurzzeitspeicheranlage (M595m1) mit 1 x Kompensationsspule 176 Mvar (M595m2)
- n) (Neubau-UW) Suchraum Gemeinden Schwanebeck/Huy: 1 x STATCOM ±300 Mvar inkl. Kurzzeitspeicheranlage
- o) Reuter (Hybrid-Anlage): 1 x rotierender Phasenschieber ±300 Mvar (M595o1) (baulich der 380-kV-Kompensationsspule nachgeführt)
- p) (Neubau-UW) Suchraum Ebeleben: 1 x STATCOM ±300 Mvar inkl. Kurzzeitspeicheranlage
- q) Preilack (Hybrid-Anlage): 1 x STATCOM ±300 Mvar inkl. Kurzzeitspeicheranlage (M595q1) mit 1 x Kompensationsspule 176 Mvar (M595q2)
- t) Vieselbach (Hybrid-Anlage): 1 x STATCOM ±300 Mvar inkl. Kurzzeitspeicheranlage
- u) (Neubau-UW) Suchraum Gemeinden Tegau/Göschitz/Städte Zeulenroda-Triebes/Auma-Weidetal: 1 x STATCOM ±300 Mvar inkl. Kurzzeitspeicheranlage
- v) (Neubau-UW) Suchraum Schalkau: 1 x STATCOM ±300 Mvar inkl. Kurzzeitspeicheranlage
- M685 c), g), m), n), p), q), s), t) und y) bis aa): 380-kV-Blindleistungskompensationsspulen an Standorten der 50Hertz-Regelzone: Das netztechnische Ziel der Maßnahmen ist es, in den 380-kV-Anlagen Kompensationsspulen als statische, spannungssenkende Betriebsmittel für die Spannungshaltung in der Netzregion einzusetzen.
- c) Altdöbern: 1 x 380-kV-Kompensationsspule (1 x 176 Mvar)
- g) Beetzsee/Nord: 1 x 380-kV-Kompensationsspule (1 x 176 Mvar)
- m) Remptendorf: 1 x 380-kV-Kompensationsspule (1 x 176 Mvar)
- m2) Weida: 1 x 380-kV-Kompensationsspule (1 x 176 Mvar)
- n) (Neubau-UW) Suchraum Stadt Barby/Stadt Zerbst/Anhalt (Hybrid-Anlage): 1 x 380-kV-Kompensationsspule (1 x 176 Mvar)
- p) (Neubau-UW) Suchraum Seefeld/Werneuchen: 1 x 380-kV-Kompensationsspule (1 x 176 Mvar) (vorher M876)
- q) (Neubau-UW) Suchraum Delitzsch: 1 x 380-kV-Kompensationsspule (1 x 176 Mvar)
- s) (Neubau-UW) Suchraum Gemeinden Heideland/Walpernhain/Droyssig/Osterfeld: 1 x 380-kV-Kompensationsspule (1 x 176 Mvar)
- t) Graustein: 1 x 380-kV-Kompensationsspule (1 x 176 Mvar)
- y) (Neubau-UW) Suchraum Schönwalde/Glien: 1 x 380-kV-Kompensationsspule (1 x 176 Mvar)
- z) (Neubau-UW) Lichterfelde: 2 x 380-kV-Kompensationsspule (1 x 176 Mvar) (vorher M152)
- aa) (Neubau-UW) Suchraum Mitte/Reinickendorf: 2 x 380-kV-Kompensationsspule (1 x 176 Mvar) (vorher M151)
- M686: 30-kV-Blindleistungskompensationsspulen an Standorten der 50Hertz-Regelzone: Das netztechnische Ziel der Maßnahmen ist es, Kompensationsspulen als statische, spannungssenkende Betriebsmittel an der 30-kV-Tertiärseite der HöS-Transformatoren für die Spannungshaltung in der Netzregion einzusetzen.
- Kompensationsspulen – D81 (Mecklenburg-Vorpommern) – 765 Mvar
- 2 x 30-kV-Kompensationsspule mit 40 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Sabel
- 2 x 30-kV-Kompensationsspule mit 75 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Grabowhöfe
- 2 x 30-kV-Kompensationsspule mit 40 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Herzberg
- 2 x 30-kV-Kompensationsspule mit 75 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Friedland
- 1 x 30-kV-Kompensationsspule mit 40 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Gallin
- 1 x 30-kV-Kompensationsspule mit 75 Mvar (bei 33 kV) in Lubmin
- 1 x 30-kV-Kompensationsspule mit 40 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Wessin
- 2 x 30-kV-Kompensationsspule mit 75 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Karstädt/Ludwigslust/Göhlen/Picher
- Kompensationsspulen – D83 (Brandenburg) – 640 Mvar
- 2 x 30-kV-Kompensationsspule mit 75 Mvar (bei 33 kV) in Preilack
- 1 x 30-kV-Kompensationsspule mit 75 Mvar (bei 33 kV) in Eisenhüttenstadt
- 1 x 30-kV-Kompensationsspule mit 40 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Velten/Kanal
- 2 x 30-kV-Kompensationsspule mit 75 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Seefeld/Werneuchen
- 2 x 30-kV-Kompensationsspule mit 75 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Köselitz Nord (Coswig)
- 1 x 30-kV-Kompensationsspule mit 75 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Beetzsee/Nord
- Kompensationsspulen – D84 (Berlin) – 520 Mvar
- 1 x 30-kV-Kompensationsspule mit 40 Mvar (bei 33 kV) in Berlin/Südost
- 4 x 30-kV-Kompensationsspule mit 40 Mvar (bei 33 kV) in Wuhlheide
- 2 x 30-kV-Kompensationsspule mit 40 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Schönwalde/Glien
- 2 x 30-kV-Kompensationsspule mit 40 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Lichterfelde
- 4 x 30-kV-Kompensationsspule mit 40 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Mitte/Reinickendorf
- Kompensationsspulen – D85 (Sachsen-Anhalt) – 490 Mvar
- 1 x 30-kV-Kompensationsspule mit 40 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Eulenberg
- 2 x 30-kV-Kompensationsspule mit 75 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Gemeinde Osterburg
- 2 x 30-kV-Kompensationsspule mit 75 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Gemeinde Schwanebeck/Huy
- 2 x 30-kV-Kompensationsspule mit 75 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Stadt Barby/Stadt Zerbst/Anhalt
- Kompensationsspulen – D86 (Sachsen) – 340 Mvar
- 2 × 30-kV-Kompensationsspule mit 75 Mvar (bei 33 kV) in Streumen
- 2 × 30-kV-Kompensationsspule mit 75 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Delitzsch
- 1 × 30-kV-Kompensationsspule mit 40 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Gemeinde Großenhain
- Kompensationsspulen – D87 (Thüringen) – 390 Mvar
- 2 × 30-kV-Kompensationsspule mit 75 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Gemeinden Heideland/Walpernhain/Droyssig/Osterfeld
- 2 × 30-kV-Kompensationsspule mit 40 Mvar (bei 33 kV) in Altenfeld
- 2 × 30-kV-Kompensationsspule mit 40 Mvar (bei 33 kV) in (Neubau-UW) Suchraum Gemeinde Ebenheim
- 2 × 30-kV-Kompensationsspule mit 40 Mvar (bei 33 kV) in Großschwabhausen
- Kompensationsspulen – D81 (Mecklenburg-Vorpommern) – 765 Mvar
- M752: Erweiterung der Blindleistungskompensationsanlage UW Altenfeld: Das netztechnische Ziel der Maßnahme ist es, durch die Erweiterung des bestehenden 1. MSCDN und die Errichtung eines 2. MSCDN die erforderliche Blindleistung für die Spannungshaltung im Raum Thüringen bereitzustellen.
- Erweiterung des 1. MSCDN von 200 auf 300 Mvar
- Errichtung eines 2. MSCDN mit 300 Mvar
- M12: Blindleistungskompensationsanlagen im Suchraum Eulenberg: Das netztechnische Ziel der Maßnahmen ist es, stufenlos regelbare Blindleistung mit der regelungstechnischen Option zur Integration von statischen Kompensationsanlagen für die Spannungshaltung bereit zu stellen.
- M12a) 1 x STATCOM ±300 Mvar inkl. Kurzzeitspeicheranlage
- M12b) 1 x 380-kV-Kompensationsspule 176 Mvar
- M7 a) bis p): MSCDN an Standorten der 50Hertz-Regelzone: Das netztechnische Ziel der Maßnahmen ist es, in den 380-kV-Anlagen MSCDN als statische, spannungshebende Betriebsmittel für die Spannungshaltung in der Netzregion einzusetzen.
- a) (Neubau-UW) Suchraum Hamburg/Nordost: 1 x MSCDN (1 x 300 Mvar)
- b) (Neubau-UW) Suchraum Hamburg/Nord: 1 x MSCDN (1 x 300 Mvar)
- c) Wustermark: 1 x MSCDN (1 x 300 Mvar)
- d) (Neubau-UW) Suchraum Gemeinden Schwanebeck/Huy: 1 x MSCDN (1 x 300 Mvar)
- e) (Neubau-UW) Leuna: 1 x MSCDN (1 x 300 Mvar)
- f) (Neubau-UW) Suchraum Grabowhöfe: 1 x MSCDN (1 x 300 Mvar)
- g) Parchim/Süd: 1 x MSCDN (1 x 300 Mvar)
- h) (Neubau-UW) Suchraum Friedland: 1 x MSCDN (1 x 300 Mvar)
- i) (Neubau-UW) Suchraum Grabowhöfe: 1 x MSCDN (1 x 300 Mvar)
- j) (Neubau-UW) Suchraum Seefeld/Werneuchen: 1 x MSCDN (1 x 300 Mvar))
- k1) (Neubau-UW) Suchraum Stadt Barby/Stadt Zerbst/Anhalt: 1 x MSCDN (1 x 300 Mvar)
- k2) (Neubau-UW) Suchraum Stadt Barby/Stadt Zerbst/Anhalt: 1 x MSCDN (1 x 300 Mvar)
- l) (Neubau-UW) Suchraum Einheitsgemeinde Stadt Jerichow: 1 x MSCDN (1 x 300 Mvar)
- m1) (Neubau-UW) Suchraum Ebeleben: 1 x MSCDN (1 x 300 Mvar)
- m2) (Neubau-UW) Suchraum Ebeleben: 1 x MSCDN (1 x 300 Mvar)
- n) (Neubau-UW) Suchraum Gemeinde Osterburg: 2 x MSCDN (2 x 300 Mvar)
- o) Weida: 1 x MSCDN (1 x 300 Mvar)
- p) (Neubau-UW) Suchraum Ebenheim: 1 x MSCDN (1 x 300 Mvar) (vorher M123)
Maßnahmen des geplanten Projektes
Begründung des geplanten Projekts
Hintergrund des geplanten Projekts
Netzplanerische Begründung
Durch die veränderte Erzeugungsstruktur können durch hohe Nord-Süd- und Ost-West-Leistungsflüsse hohe Belastungen der Leitungen auftreten. In diesen Situationen werden die Leitungen weit oberhalb ihrer natürlichen Leistung betrieben. Dieser Netzzustand führt zu einem hohen Bedarf an Blindleistung, um sämtliche Knotenspannungen sowohl im ungestörten als auch im gestörten Betrieb im zulässigen Spannungsband zu halten. Durch die preisbedingte Verdrängung sowie die Stilllegung konventioneller Kraftwerksleistung und der nur sehr begrenzt transportierbaren Blindleistung kann der für den sicheren Netz- und Systembetrieb notwendige Umfang an Blindleistung nicht mehr gedeckt bzw. die notwendige Spannungshöhe nicht mehr eingehalten werden. Dagegen kann es in Zeiten mit einer geringen Netz- und damit Leitungsbelastung zu sehr hohen Spannungen kommen, die zum Schutz der elektrischen Betriebsmittel vor Beschädigungen zu begrenzen sind.
In Regionen mit signifikanten Ungleichgewichten der Blindleistungsbilanz müssen aus diesem Grund regelbare Blindleistungskompensationsanlagen einen Teil der notwendigen Blindleistung bereitstellen. Durch den Einsatz von stufenlos regelbaren Blindleistungskompensationsanlagen kann die erforderliche kapazitive oder induktive Blindleistung abhängig von der jeweiligen Last- und Erzeugungssituation bedarfsgerecht und dynamisch zur Verfügung gestellt werden.
Der Hybrid-Anteil der STATCOM, in Form koordiniert geschalteter MSCDN und ggf. Kompensationsspulen, dient zwei Zielen. Zum einen besteht während der Übergangszeit bis zum Jahr 2030 relativ frühzeitig ein erhöhter Bedarf an stationären Kompensationsanlagen. Zum anderen erlaubt die Kombination aus STATCOM und statischer Kompensationsanlage eine asymmetrische Erweiterung des dynamisch regelbaren Arbeitsbereichs der STATCOM.
Es ist zu erkennen, dass auch zukünftig nicht ausschließlich mit Risiken von Unterspannungen zu rechnen ist. Bereits heute treten hohe Spannungen im Systembetrieb auf. Ursache ist insbesondere ein Anstieg der kapazitiven Blindleistung (Ladeleistung) aus den Verteilnetzen in den vergangenen Jahren. Es ist davon auszugehen, dass dieser Effekt aufgrund des zunehmenden Verkabelungsgrades in den Verteilnetzen auch künftig zu beobachten sein und darüber hinaus weiter zunehmen wird. Zudem erfolgt heute ein Großteil der Blindleistungsbereitstellung in der 50Hertz-Regelzone durch Kohlekraftwerke, die in den kommenden Jahren abgeschaltet werden. Daher wurden Netzanalysen für Schwachlastsituationen in der 50Hertz-Regelzone durchgeführt und signifikante Spannungsgrenzwertverletzungen festgestellt. Um auch in diesen Situationen die Spannungsgrenzwerte einzuhalten, sind zusätzliche Kompensationsspulen erforderlich.
Laufende Analysen in der 50Hertz-Regelzone für weitere Blindleistungsanlagen:
Im Zusammenhang mit abnehmender konventioneller Kraftwerksleistung und einer Höherbelastung von Leitungen und Transformatoren wird der Bedarf an weiteren Blindleistungsanlagen in der 50Hertz-Regelzone untersucht, der dann zum Teil zu einem weiteren Umbau/Ausbau in den Umspannwerken führt. Dieser Ausbau dient dann nicht nur dazu, den Betriebsbereich von Leitungen bei einer Erhöhung ihrer Stromtragfähigkeit abzusichern. Er ist auch erforderlich, um die Systemsicherheit im europäischen Verbundnetz zu wahren. Es muss dafür gesorgt sein, dass
- ausreichend Blindleistung (statisch und dynamisch) vor, während und nach Störungen bereitsteht,
- ausreichend automatisch regelbare Blindleistung bei marktbedingten Leistungsflussänderungen bereitsteht,
- die Winkelstabilität auch nach Störungen gegeben ist und
- der Netzschutz Fehler schnell, selektiv und zuverlässig abschaltet.
Für den sicheren Betrieb des Übertragungsnetzes sind die Spannungen stets in einem definierten Toleranzband zu halten. Die Spannungsstabilität ist gegeben, wenn die Spannung im gesamten Netz, auch in Folge von Einspeise- und Lastveränderungen oder Störungen, auf einem betrieblich geeigneten Niveau durch eine ausgeglichene Blindleistungsbilanz gehalten werden kann. Besonders kritische Folgen kann eine regional unausgeglichene Blindleistungsbilanz bei Störungen in hoch belasteten Netzgebieten haben. Wenn keine regionale Blindleistungsreserve verfügbar ist, fällt die Spannung außerhalb des zulässigen Betriebsspannungsbands. Im schlechtesten Fall führt das zu kaskadierenden Schutzauslösungen und zum Abschalten von Erzeugungsanlagen. Umgekehrt können Überspannungen auch das Abschalten von Erzeugungsanlagen oder Betriebsmittelbeschädigungen zur Folge haben.
Die Abnahme an konventioneller Erzeugung und damit einhergehend der Rückgang spannungsgeregelter Blindleistungspotenziale, die Entwicklung der Lastcharakteristik hin zu stromrichtergekoppelten Lasten und die Höherauslastung des Netzes in Verbindung mit ansteigenden Leistungsflussgradienten erhöhen das Ungleichgewicht der Blindleistungsbilanz. Um dem entgegenzuwirken, sind weitere statische und dynamisch regelbare Blindleistungspotenziale in Form von Kompensationsspulen, MSCDN und STATCOM zu erschließen.
Auch wenn die Standorte das Ergebnis einer intensiven Vorprüfung sind, kann sich im weiteren Verlauf des Projektes bei genauer Analyse der Situation vor Ort herausstellen, dass die Errichtung regelbarer Kompensationsanlagen an benachbarten oder gänzlich neuen Standorten Vorteile aufweist. In der Regel spricht aus elektrischer Sicht nichts gegen eine Verschiebung der Anlagen im Nahbereich, sodass es hier noch zu Änderungen bei der Standortwahl kommen kann. Obgleich ist es denkbar, dass zukünftig andere Anlagengrößen von Herstellern angeboten werden. Das könnte zu Veränderungen bei der vorgeschlagenen Anlagenkonfiguration führen.
Die derzeit im NEP quantifizierten Bedarfe an regelbarer Blindleistung berücksichtigen noch keine zusätzlichen Bedarfe für die Beherrschung der kurzzeitigen, dynamischen Ausgleichsvorgänge nach Fehlerereignissen. Darüber hinaus sind für die Beherrschung von Großstörungen (vor allem zur Begrenzung der Frequenzgradienten bei Netzauftrennungen) Bedarfe für synthetische Schwungmasse absehbar, die ebenfalls durch STATCOM mit integrierten Kurzzeitspeichern (bis zu wenige Sekunden) bereitgestellt werden können.
Für STATCOM soll daher grundsätzlich eine Option zur Erweiterung mit Kurzzeitenergiespeichern vorgesehen werden.
Bisherige Bestätigung des Projekts
Das Projekt wurde erstmals als Projekt P360 im NEP 2030 (2019) ausgewiesen und im NEP 2030 (2019), im NEP 2035 (2021) sowie im NEP 2037/2045 (2023) von der Bundesnetzagentur bestätigt.
Einordnung in den Netzentwicklungsplan
Das vorgestellte Projekt hat sich im Rahmen des vorliegenden Netzentwicklungsplans als erforderlich für den sicheren Betrieb eines bedarfsgerechten Übertragungsnetzes gezeigt. Der mehrstufige Prozess zur Ermittlung der Netzmaßnahmen, die das Übertragungsnetz optimieren, verstärken oder auch erweitern, ist im Kapitel Einführung im Überblick dargestellt. Im Kapitel Szenariorahmen werden die Ausgangsdaten des Prozesses erläutert, im folgenden Kapitel die Ergebnisse und Methoden der Marktsimulation. Darauffolgend werden berücksichtigte Technologie und Innovationen dargelegt. Die Kapitel Onshore-Netz und Offshore-Netz leiten die erforderlichen Maßnahmen zur bedarfsgerechten Optimierung, Verstärkung und zum Ausbau des kombinierte On- und Offshorenetzes her.
Projektkarte nach Region
