Anforderungen an die lokale Infrastruktur zur Steigerung der Eigenversorgung im Verteilnetz

Schwerdt, Patrick; Moser, Albert (Thesis advisor); Sauer, Dirk Uwe (Thesis advisor)

1. Auflage. - Aachen : printproduction (2021)
Buch, Doktorarbeit

In: Aachener Beiträge zur Energieversorgung 202
Seite(n)/Artikel-Nr.: xi, 180 Seiten : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, RWTH Aachen University, 2020

Kurzfassung

Die mögliche Integration von Erzeugungsanlagen auf Basis erneuerbarer Energien in das Verteilnetz sowie der zu erwartende Anstieg von steuerbaren Verbrauchern schaffen die Möglichkeit, Erzeugung und Verbrauch bereits auf den unteren Spannungsebenen des Elektrizitätsversorgungssystems aktiv zusammenzuführen. Verschiedene Forschungsvorhaben zeigen, dass durch eine möglichst lokale Bilanzierung von Erzeugung und Verbrauch der überregionale Transportbedarf reduziert werden kann. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es daher, die zur Steigerung der Eigenversorgung erforderliche Infrastruktur auf der Mittel- und Niederspannungsebene ergänzenden zu den bisherigen überregionalen Erkenntnissen zu untersuchen. Hierzu wurde ein mehrstufiges Verfahren entwickelt, welches für ein Versorgungsgebiet und einen vorgegebenen Mindestgrad an Eigenversorgung die erforderlichen Erzeugungslagen und Speicher sowie das Mittel- und Niederspannungsnetz kostenminimal auf der grünen Wiese unter Berücksichtigung eines Bottom-Up-Bilanzierungsmechanismus ausgelegt. In einem ersten Verfahrensschritt werden die erforderlichen Erzeugungslagen bestimmt und mittels einer Average-Linkage-Clusteranalyse der Verbraucher möglichst verbrauchernahe integriert. Darauf aufbauend werden die Speicher und das Verteilnetz bottom-up dimensioniert. Zur Anwendung kommt hierbei wiederrum die Clusteranalyse des Average-Linkage sowie ein genetischer Algorithmus. Die exemplarischen Untersuchungen anhand eines ländlichen Versorgungsgebiets zeigen, dass Mehrkosten zwischen 1,6 ct und 2,7 ct pro kWh an Eigenversorgung für die erforderlichen Speicher und das Netz anfallen. Die Mehrkosten steigen dabei mit dem vorgegebenen Mindestgrad an lokaler Eigenversorgung an. Insgesamt führt der Ansatz „Erzeugung und Verbrauch so lokal wie möglich zusammenzuführen“ im Vergleich zu einer zentraleren Bilanzierung auf der Mittelspannungsebene zu höheren Kosten auf lokaler Ebene.

Identifikationsnummern