Auswirkungen steuerbarer Verbrauchseinrichtungen auf die Netzplanung von Mittel- und Niederspannungsnetzen

Zur Erreichung klimapolitischer Ziele wird eine Dekarbonisierung des Stromerzeugungssektors durch einen Zubau von Erzeugungsanlagen auf Basis erneuerbarer Energien (EE-Anlagen) angestrebt. In den Mittel- und Niederspannungsnetzen (MS- und NS-Netzen) führte dies in den letzten Jahren zu einer veränderten Netznutzung und somit zu einem Netzausbau-bedarf. Die klimapolitischen Ziele sind durch eine Dekarbonisierung des Stromerzeugungssektors jedoch nicht zu errei-chen, so dass die Dekarbonisierung auf die Sektoren Mobilität und Wärme auszuweiten ist. Durch neuartige Verbrauchs-einrichtungen wie Elektrofahrzeuge (EV) und Wärmepumpen (WP) können hierbei Technologien auf Basis fossiler Ener-gieträger ersetzt werden. Die Netznutzung von MS- und NS-Netzen wird daher zukünftig einerseits durch einen anhaltenden Zubau von EE-Anlagen, die zunehmend in Kombination mit einem Batteriespeicher installiert werden, und andererseits durch eine steigende Anzahl von EV und WP beeinfl usst werden. Durch § 14a des Energiewirtschaftsgesetzes ist es Verteilnetzbetreibern gestattet, die Flexibilität steuerbarer Verbrauchseinrichtungen, wie EV und WP, in den NS-Netzen netzdienlich einzusetzen. In der Netzplanung ist daher zunehmend zwischen einem konventionellen Netzausbau und einem netzdienlichen Flexibilitätseinsatz abzuwägen. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist daher, ein Verfahren zu entwickeln, welches die Auswirkungen eines netzdienlichen Flexibilitätseinsatzes auf den Netzausbaubedarf in MS- und NS-Netzen unter Berücksichtigung einer unsicheren Entwick-lung der Netznutzung untersucht. Kern des Netzplanungsverfahrens ist dabei die Simulation eines aktiven Netzbetriebs, welche betriebliche Maßnahmen zur Spannungshaltung und zur temporären thermischen Entlastung der Betriebsmittel bestimmt. Durch einen optimalen Lastfluss werden die Stufung von regelbaren Ortsnetztransformatoren sowie der Flexi-bilitätseinsatz von Verbrauchseinrichtungen, EE-Anlagen und Batteriespeichern unter Berücksichtigung von zeitkoppelnden Nebenbedingungen ermittelt. Das entwickelte Verfahren wird in exemplarischen Untersuchungen auf verschiedene Versorgungsaufgaben angewendet. Hierbei ist ein Netzausbaubedarf durch Verbrauchseinrichtungen insbesondere in (vor-)städtischen Netzen zu identifizieren. Ein netzdienlicher Flexibilitätseinsatz kann diesem Netzausbau entgegenwirken und somit zu einer Kostenreduktion in der Netzplanung führen. Im untersuchten ländlichen Netzgebiet wird durch einen Flexibilitätseinsatz von Verbrauchseinrich-tungen und Batteriespeichern die Abregelung von EE-Anlagen reduziert und somit die Integration von EE-Anlagen ver-bessert. Da ein Flexibilitätseinsatz zur Verzögerung von konventionellem Netzausbau führen kann, bietet dieser auch Vorteile bei zunehmenden Unsicherheiten in der Entwicklung der Netznutzung.