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Kopplung von Netz- und Marktsimulationen für die Netzplanung

Projektübersicht

1. Hintergrund und Fragestellung

Der Ausbau der Übertragungsnetze stellt zweifelsohne eine der großen Herausforderungen auf dem Weg zu einer nachhaltigen Elektrizitätsversorgung dar, wie sie von der Bundesregierung im Rahmen der „Energiewende“ angestrebt wird. Zu einer nachhaltigen Energieversorgung gehören dabei nicht nur umweltfreundliche Erzeugungstechnologien, sondern die gleichzeitige Beachtung der Ziele der Wirtschaftlichkeit und Versorgungssicherheit entsprechend dem „klassischen“ energiewirtschaftlichen Zieldreieck.

Im Bereich der Übertragungsnetzplanung ist in der Vergangenheit vor allem eine technische Planung erfolgt mit dem Ziel, die Versorgungssicherheit unter Berücksichtigung des N-1-Kriteriums möglichst kostengünstig zu gewährleisten. Mit der Liberalisierung der Elektrizitätsmärkte und der verstärkten europäischen Integration stößt der traditionelle Planungsansatz jedoch an Grenzen, da keine einheitliche Planung von Erzeugung und Transport der Energie mehr möglich ist. Eine wichtige Rolle für eine ökonomisch effiziente Energieversorgung kommt somit neben dem Elektrizitätsnetz ebenso den Elektrizitätsmärkten zu.

Um zu bestmöglichen Ergebnissen bei der Netzplanung zu gelangen, ist also ein Planungsinstrumentarium erforderlich, das der Interdependenz von Netzbetrieb und Markt verbessert Rechnung trägt. Dabei ist auch zu berücksichtigen, dass für einen flexiblen und sicheren Netzbetrieb zunehmend neue Technologien wie FACTS (flexible Drehstromübertragungssysteme) und HGÜ (Hochspannungsgleichstromübertragung) eingesetzt werden.

 

2. Zielsetzung

Vor dem Hintergrund der skizzierten Problemstellung ist es das Ziel des Projektes, innovative Methoden für den Einsatz in der Netzplanung zu entwickeln, um einen technisch sicheren und ökonomisch effizienten Netzausbau zu ermöglichen. Hierbei soll für die Netzplanung eine verbesserte Abbildung des zukünftigen Netzbetriebs gekoppelt mit dem entsprechenden Marktgeschehen erfolgen. Wesentliche Interdependenzen und einige der behandelten Aspekte sind in der folgenden Abbildung zusammengefasst.

Abbildung 1: Darstellung der Interdependenzen der Netzausbauplanung

Zur Abbildung des Marktes soll das Marktmodell WILMAR/JMM verwendet werden. Im Rahmen des Forschungsprojekts gilt es nun, die Wechselwirkungen zwischen dem WILMAR/JMM-Modell und dem Netzmodell möglichst genau zu erfassen. Somit sollen geeignete Schnittstellen der beiden Simulationsmodelle implementiert werden, um z.B. den aufgrund der Marktverhältnisse zu erwartenden Kraftwerkseinsatz bei der Netzplanung berücksichtigen zu können.

Durch die gekoppelte Simulation von Markt und Netz sowie durch die verbesserte Abbildung moderner Netzbetriebsmittel ist es das Ziel des Forschungsprojekts, Methoden für eine bestmögliche Netzplanung sowohl in Hinblick auf technische als auch auf ökonomische Kriterien zu erarbeiten.

 

3. Projektdesign

Das Projekt ist in die  folgenden sechs Arbeitspakete unterteilt:

A) Bestmögliche Abbildung der Interdependenzen zwischen Netzausbau, Märkten und Netzbetrieb
B) Bestmögliche Abbildung von modernen Netzbetriebsmitteln in der kombinierten Markt- und Netzsimulation
C) Bestmögliche Abbildung der Auswirkungen von fluktuierenden Wind- und Solareinspeisungen auf Märkte und Netzbetriebsführung
D) Bestmögliche Abbildung der internationalen Einbindung Deutschlands und der europäischen Integration von Märkten und Netzbetrieb
E) Konzeption der Schnittstellen zwischen Markt- und Netzsimulation und Entwicklung eines standardisierten Anwendungskonzepts
F) Durchführung exemplarischer Anwendungen

 

Projektzeitraum:

Januar 2015 – Dezember 2017

 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Björn Felten, M.Sc. Caroline Deilen, M.Sc. Tim Felling, M.Sc. Paul Osinski

 

Gefördert durch:

 

In Kooperation mit: