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Buchcover ISBN 9783958863569

Ein Marktsimulationsverfahren für einen dezentral geprägten Strommarkt

von Stephan Raths

Der im Zuge der fortschreitenden Energiewende vorliegende Trend zu einer
kleinteiligen Energieversorgung führt dazu, dass Energie immer weniger durch
konventionelle Großkraftwerke, sondern vermehrt durch eine Vielzahl verteilter
Energiewandlungseinheiten bereitgestellt wird. Ein zunehmender Einsatz von
Kraft-Wärme-Kopplung und elektrischen Wärmeerzeugern führt in Kombination
mit einem temporären Überangebot von Elektrizität aus Erneuerbaren Energien
auf zentraler und dezentraler Ebene außerdem zu einer stärkeren Kopplung der
Energieträger Strom und Wärme. Thermische und elektrische Speicher können in
Kombination mit diesen Strom- und Wärmeerzeugern dazu genutzt werden, dem
Strommarkt Flexibilität bereitzustellen. Während auf der Erzeugungsseite der
Trend zur Kleinteiligkeit dominiert, schreitet auf europäischer Ebene die Ausweitung
des internationalen Stromhandels kontinuierlich voran. Diese beiden gegensätzlich
erscheinenden Trends bilden das zentrale Spannungsfeld dieser Arbeit.
Es wird ein fundamentales Strommarktmodell entwickelt, welches die Simulation
eines dezentral geprägten, jedoch europaweit verbundenen Strommarktes ermöglicht.
Das entwickelte Modell ermöglicht die detaillierte Abbildung einer Vielzahl
von zentralen und dezentralen Erzeugungsanlagen unter Berücksichtigung deren
individueller mikroökonomischer Zielfunktionen im internationalen Strommarkt.
Den methodischen Kern bildet ein neuartiges Dekompositionsverfahren in enger
Anlehnung an die Lagrange Relaxation. Neben der Koordination der lokalen
Lastdeckungsaufgabe innerhalb eines Marktgebietes wird erstmals auch die internationale
Marktkopplung und mithin die Bestimmung der Austauschleistungen
im internationalen Stromhandel in den iterativen Lagrange Koordinationsprozess
integriert. Dies ermöglicht die individuelle Abbildung einer sehr großen Anzahl
verschiedenster Energiewandlungseinheiten.
Das entwickelte Modell wird anhand realer Daten validiert. Dabei liegt der Fokus
der Bewertung auf den simulierten Strompreisen, dem Einspeiseverhalten der
Kraftwerke und den Ergebnissen des internationalen Stromhandels. Die Korrelation
zwischen realen Day-Ahead Spotpreisen und simulierten Strompreisen beträgt
ca. 90%. Die Fähigkeit des Modells zur gleichzeitigen Abbildung einer großen
Anzahl Prosumer und des zentralen Kraftwerksparks wird anhand von Szenariorechnungen
für das Jahr 2025 demonstriert. Diese belegen, dass zentrale
Power-to-Heat Lösungen zur Flexibilisierung des zentralen Kraftwerksparks (Reduzierung
des sogenannten „Must-Run Sockels“) CO2-Einsparungen zu wesentlich
geringeren volkswirtschaftlichen Kosten ermöglichen als die dezentrale Bereitstellung
von Flexibilitäten im Haushaltssektor.

ISBN-Daten

Buch
152 Seiten
Verlag
ISBN-10
3-95886-356-6
ISBN-13
978-3-95886-356-9
Reihe
IFHT 71
Lieferstatus
verfügbar

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