Comparison of different redispatch optimization strategies

Abstract

In den letzten Jahren hat die Häufigkeit des Auftretens von Engpässen in den elektrischen Übertragungsnetzen stark zugenommen, weil die Stromnetze ursprünglich für die aktu-elle Energiemenge und deren starke Schwankung nicht ausgelegt sind. Darüber hinaus bringen die weiter steigende Nutzung der erneuerbaren dezentralen Energiequellen, die zunehmende Netzkomplexität, die Abschaltung konventioneller Kraftwerke, Progno-sefehler und der starke Wettbewerb auf dem Strommarkt die elektrischen Netze immer öfter an ihre Übertragungsgrenzen. Daher ist die Gefahr von Engpässen permanent ge-stiegen, insbesondere in Mitteleuropa. Wenn ein Engpass im Stromnetz entstanden ist, sind die Übertragungsnetzbetreiber ver-pflichtet, eine geeignete Abhilfemaßnahme so schnell wie möglich anzuwenden, um ihn zu beseitigen, z. B. durch den deutschlandweit verbreiteten Redispatch. Allerdings kann diese Gegenmaßnahme hohe Kosten für die Übertragungsnetzbetreiber verursachen, die zum Schluss die Stromverbraucher zahlen müssen. Deswegen ist die Realisierung eines kosten- und technisch effizienten Redispatches ein sehr wichtiges Thema des Netzbe-triebs geworden. Daher ist das Hauptziel dieser Arbeit, unterschiedliche Möglichkeiten und Ansätze für eine kostengünstige Redispatchumsetzung bei Entstehung der Engpässe zu entwickeln. Dafür werden verschiedene numerische und metaheuristische Optimierungsmethoden hinsichtlich ihrer Komplexität, Effizienz, Verlässlichkeit, Detaillierung und Rechenzeit verglichen und durch ein kleines Netzmodell sowie durch ein vereinfachtes ENTSO-E-Netzmodell verifiziert. Schließlich werden die Übertragungsnetzbetreiber durch die Erkenntnisse in dieser Arbeit in die Lage versetzt, ihre Stromnetze effizienter zu betreiben, in dem der Redispatchpro-zess verbessert wird. Dabei werden die hohen Redispatchkosten, insbesondere in Deutschland, deutlich gesenkt.