Die Energiewende ist nicht nur eine Stromwende. Aber die Umstellung auf Erneuerbare Energien in den Sektoren Wärme und Verkehr wird weitgehend strombasiert erfolgen. Dazu braucht es in den nächsten Jahren nicht nur einen signifikanten Hochlauf von Erzeugungskapazitäten, sondern auch eine bessere Steuerung unserer Stromnetze, besonders auf Niederspannungsebene.

Gemäß §14a des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) bilden steuerbare Verbrauchseinrichtungen und zeitvariable Netzentgelte die rechtliche und wirtschaftliche Grundlage zur Steuerung des Stromverbrauchs. Die Integration von Batteriespeichern und anderen Flexibilitäten ermöglicht es, Überlastungen in den Netzen zu reduzieren und Stabilität zu gewährleisten. Ziel des Projekts ProFlexGrid, an dem wir mitarbeiten, ist die Entwicklung einer sektoren-übergreifenden Simulationsumgebung zur Energiesystemanalyse und systematischen Untersuchung neuer Netzsteuerungsmethoden.

Zwei zentrale Ansätze stehen hierbei im Vordergrund:

Zunächst sollen Netzgefährdungen durch frühzeitige Nutzung von Flexibilitäten und dynamischen Preisanreizen präventiv vermieden werden. Methodisch erfolgt dies durch eine rollierende robuste Optimierung, die Unsicherheiten mittels Wahrscheinlichkeitsverteilungen und daraus abgeleitete Konfidenzintervalle abbildet.
Im zweiten Ansatz geht es um die Bewältigung bereits eingetretener Netzgefährdungen mittels steuernder Eingriffe nach §14a EnWG. Diese Eingriffe basieren auf deterministischen und prohabilistischen Lastflussanalysen, welche eine zuverlässige Netzzustandsermittlung ermöglichen und geeignete Steuermaßnahmen ableiten. Die Kombination der beiden Ansätze über unterschiedliche Zeitskalen stellt eine wesentliche Innovation des Projekts dar.

Projektbeschreibung:

ProFlexGrid – Probabilistische Flexibilitätsoptimierung in steuerbaren Niederspannungsnetzen durch Sektorenkopplung

ProFlexGrid zielt auf die Entwicklung einer sektorenübergreifenden Simulationsumgebung für Niederspannungsnetze, in der Strom, Wärme und Verkehr konsistent abgebildet werden. Damit sollen neue Methoden zur vorausschauenden und operativen Netzsteuerung entwickelt und bewertet werden, die insbesondere steuerbare Verbrauchseinrichtungen nach §14a des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) (z.B. Wärmepumpen, Elektrofahrzeuge) und lokale Speicher einbeziehen. Das Vorhaben leistet damit einen Beitrag zum Förderschwerpunkt „Energiesystemanalyse, sektorübergreifende Systemmodellierung und ‑planung“ des 8. Energieforschungsprogramms des BMWK.

Partner:

• Lehrstuhl Rechnernetze und Kommunikationssysteme, FAU (Projektkoordination)
• Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik
• Optimization under Uncertainty & Data Analysis, FAU (OUDA)
• Lehrstuhl Modellierung und Simulation, Julius-Maximilians-Universität Würzburg (MUS)
• Institut für Hochspannungstechnik, Energiesystem- und Anlagediagnose, Hochschule für angewandte Wissenschaften Coburg (IHEA)
• Energieagentur Nordbayern, Nürnberg und Kulmbach (EANB)
• Stadtwerke Bayreuth