Virtuelle Kraftwerke im Verteilnetz

Systemstützender Betrieb im wirtschaftlichen Kontext : eine gesamtheitliche Betrachtung Virtueller Kraftwerke

Abstract

Mit der Zunahme von dezentralen, volatilen erneuerbaren Energien steigt auch die Schwierigkeit zur Stabilisierung des Energiesystems Strom. Insbesondere durch den Wegfall von konventionellen Kraftwerken ist es notwendig, geeignete Steuerungskonzep-te zu őnden und Systemdienstleistungen auch aus erneuerbaren Energien bereitzustellen, um ein zuverlässiges und stabiles System zu gewährleisten. Die vorliegende Dissertation liefert mit dem Konzept des Virtuellen Kraftwerks einen Ansatz zur Bündelung von kleinen, dezentralen, erneuerbaren Energien-Anlagen der Mittel- und Niederspannung. Mit dem hier vorgestellten Virtuellen Kraftwerk wird der große Nutzen von gepoolten Anlagen in den Prozessen der Netzbetreiber aufgezeigt und das Gesamtverständnis des techno-ökonomischen Stromsystems erweitert. Darüber hinaus liefert diese Dissertation die Least-Squares-Kombiprognose zur Verbesserung der PV- und Wind-Einspeiseprognose. Den Kernbeitrag stellt die Entwicklung und algorithmische Umsetzung von netzdienlichen Betriebsführungskonzepten für das Virtuelle Kraftwerk dar. Diese zielen auf die Maximierung der Bereitstellung von Regelleistung, Redispatchvermögen und auf die Einhaltung des Day-Ahead-Fahrplans ab. Zudem werden wirtschaftliche Betriebskonzepte umgesetzt, die als ökonomischer Maßstab zur Bewertung der netzdienlichen Konzepte herangezogen werden. Anhand eines exemplarischen Virtuellen Kraftwerks werden die Algorithmen getestet und der große Nutzen der Betriebskonzepte sowie eine Wirtschaftlichkeit (auch ohne EEG-Förderung) nachgewiesen. Abschließend liefern die Analysen Anhand eines Mittelspannungstestnetzes eine Einordnung des Virtuellen Kraftwerkbetriebs in die Netzbetriebsführung. Zu diesem Zweck wird das Cigré-Benchmarknetz rein mit erneuerbaren Energien und Lasten auf Basis von statistischen Werten von EE-dominierten Verteilnetzbetreibern parametrisiert.