Netzmanagement

Die elektrische Energieversorgung entwickelt sich zunehmend weg von zentraler Stromerzeugung in konventionellen Kraftwerken hin zu dezentraler, regenerativer Erzeugung. Vor allem die Photovoltaik hat im Bereich der Niederspannungsnetze einen starken Aufschwung erlebt. Da die Verteilnetze für diese Art der Belastung allerdings nicht ausgelegt sind, wird es zunehmend schwieriger, die Stabilität der Netze zu gewährleisten.

Durch dezentrale Einspeisung besteht im städtischen Bereich die Gefahr einer Überlastung der Betriebsmittel während im ländlichen Gebiet eher die Einhaltung des zulässigen Spannungsbandes Probleme verursacht.

Regenerative Quellen wie beispielsweise die Photovoltaik hängen im Wesentlichen von der Tageszeit, der Jahreszeit und den Wetterbedingungen ab. Aufgrund der dadurch nur begrenzten Steuerbarkeit der regenerativen Energien können diese nicht an die Lastgänge der Haushalte angepasst werden.

Es müssen daher Möglichkeiten erforscht werden, die regenerative Erzeugung an den Lastgang anzunähern und damit auf lange Sicht eine Grundlastfähigkeit der erneuerbaren Quellen zu erreichen. Dazu wird ein Ausbau des Verteilnetzes zu einem Smart Grid angestrebt. Besonderes Augenmerk wird auf das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten des Netzes (Verbraucher, Erzeuger und Speicher) gelegt.

Während zunächst die Stabilisierung der Netze im Vordergrund steht, ist im zweiten Schritt die Frage nach einer optimalen Struktur wichtig, um dem Anstieg der regenerativen Energien und des Stromverbrauchs in den Verteilnetzen begegnen zu können. Regenerative Quellen sollen auf diese Weise langfristig konventionelle Kraftwerke ersetzen und dabei auch wichtige Systemdienstleistungen wie Leistungsreserven, Spannungs- und Frequenzregelung bereitstellen.

Auf Basis von Messwerten soll im Rahmen des Projektes ein Smart Grid geplant, simuliert und optimiert werden.

Um die gesetzten Ziele zu erreichen, sollen im Forschungsprojekt Smart Grid Solar zunächst aufgrund von vorhandener Daten Netzmodelle entwickelt und verifiziert werden. Gleichzeitig wird ein Messsystem zur Online-Zustandserfassung des betreffenden Netzgebietes aufgebaut. Durch diese Offline- und Online- Zustandserfassung wird anschließend die Stabilisierung des Netzes durch Speicher, Erzeugungs- und Lastmanagement erforscht. Wichtiger Bestandteil ist die Durchführung von Netzberechnungen und Sensitivitätsanalysen, welche Engpassanalysen sowie verschiedene Planungs- und Entwicklungsszenarien beinhalten.

Zum Abschluss werden mit Hilfe der Erkenntnisse der unterschiedlichen Forschungsbereiche Szenarien für die zukünftige Entwicklung der Ortsnetze und der regenerativen Energien entwickelt, welche als Basis für die Optimierung des Smart Grid und des zukünftigen Ausbaus der Netze dienen sollen.