englisch
STERN

Residuallasten ermitteln, das Netz bedarfsgerecht ausbauen

Projektstatus
Begonnen
Grafische Drastellung von Windgeschwindigkeit, Globahlstrahlung und auf Netzknotenebene aufgelöste Einspeisung aus Windenergie und Photovoltaik.
Windgeschwindigkeit (oben links), Globahlstrahlung (oben Mitte) und auf Netzknotenebene aufgelöste Einspeisung aus Windenergie und Photovoltaik (rechts) sowie resultierende Summenganglinien in Relation zur Last (unten links). © FhG IWES, Carsten Pape

Im Forschungsvorhaben STERN unter der Leitung von Dr. Carsten Pape arbeiten die Forscher an einer möglichst exakten Abbildung des residualen Lastverlaufs für Analysen des zukünftigen Stromversorgungssystems. Der Begriff Residuallast bezeichnet die nachgefragte Leistung abzüglich der zeitgleichen Erzeugungsleistung fluktuierender erneuerbarer Energien (EE). Diesen verbleibenden Teil der Stromnachfrage müssen regelbare Kraftwerke und Importe decken.

Auf dem Weg der stetig voranschreitenden Energiewende, hin zu einer vorwiegend dezentralen und fluktuierenden Erzeugung aus EE, stellt der gegenwärtige Zustand der Netze ein entscheidendes Hemmnis dar. Eine effiziente Netzausbauplanung kann nur stattfinden, wenn detailliertes Wissen über das räumliche und zeitliche Verhalten  der Residuallast vorhanden ist. Dabei stellen die räumlich hoch aufgelösten Residuallastzeitreihen die Basis für Netzbetriebssimulationen dar, anhand derer der erforderliche Netzausbau ermittelt werden kann.

Primäres Ziel des Vorhabens ist es, die, den eigentlichen Netzausbaubedarfsanalysen vorgelagerten, Modelle zur Ermittlung der räumlich aufgelösten Residuallastzeitreihen weiterzuentwickeln und die Datengrundlage zu verbessern, sodass eine höhere Belastbarkeit der Ergebnisse erzielt werden kann. Die Modelle sollen hierzu entsprechend den Anforderungen der Netzplaner angepasst und weiterentwickelt werden. Besondere Herausforderungen bestehen einerseits darin, im Modell die in den Szenarien vorgesehenen EE-Anlagen räumlich zu verorten. Andererseits stellen die genaue Modellierung des Verlaufs der Einspeisung aus Windenergieanlagen im komplexen Gelände sowie die Ermittlung der dortigen Stromerträge noch immer große Herausforderung dar. Dies liegt daran, dass sich Änderungen der Windverhältnisse im komplexen Gelände sehr viel kleinräumiger abspielen können, als es die Auflösung der Wettermodelldaten wiederspiegelt. Das Projekt STERN kann einen wesentlichen Anteil zum Gelingen der Energiewende beitragen. Darüber hinaus stellen die  simulierten EE-Einspeisezeitreihen im Allgemeinen die Basis für Energiesystemstudien dar, die in Form belastbarerer Ergebnisse von der verbesserten Qualität profitieren.

Erste Schritte zum Projektstart

Am Fraunhofer IWES haben Wissenschaftler bereits Teilmodelle zur Modellierung der Einspeisung aus erneuerbaren Energien entwickelt. Zum Projektstart führen sie diese bestehenden Teilmodelle zu einem integrierten Modell zusammen. Weiterhin soll in einem der ersten Schritte mithilfe einer schriftlichen Befragung von Stakeholdern ermittelt werden, in welchen Bereichen diese den größten Entwicklungsbedarf und das größte Verbesserungspotenzial bezüglich der realitätsnahen Abbildung der Residuallast sehen, also an welchen Stellen Modellverbesserungen aus Sicht der Netzplaner am dringlichsten sind.

Die Projektphasen im Überblick

  • Ermittlung der technischen Anforderungen an Residuallastzeitreihen aus Sicht der Netzplaner

  • Integration bestehender Teilmodelle

  • Modellierung des Zubaus der erneuerbaren Energien

  • Weiterentwicklung der Modelle der erneuerbaren Energien sowie der regionalisierten Stromnachfrage

  • Integration von Demand Side Management und KWK

  • Abschlussworkshop (Projektergebnisse mit Fokus auf Deutschland)

  • Weiterentwicklung der Europasimulation

  • Erweiterung Demand-Side-Management Europa

  • Wirtschaftlichkeit der Vergütungsmodelle

Projektlaufzeit

08/2014 – 07/2017

Kontakt

Dr. Carsten Pape
Projektleiter
Fraunhofer IWES
Königstor 59
34119 Kassel
+49(0)561-7294-265
+49(0)561-7294-260

Forschungsförderung

Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesem Projekt.

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