Leafs evaluiert die Auswirkungen des zunehmenden Konsumenten getriebenen und marktgeführten Einsatzes dezentraler Speicher und Lastflexibilität auf Verteilnetze. Technologien und Einsatzstrategien werden entwickelt, welche die optimale Nutzung des Verteilnetzes durch Steuerung von Flexibilität, sei es durch Aktivierung der Flexibilität (Speicher oder flexible Lasten), durch direkte oder indirekte Steuerung und auch durch den lokalen Netzbetreiber oder Anreize erreichen. Netzkunden profitieren in Form einer flexibleren Integration von dezentralen Erzeugungseinheiten bei minimalen Netzkosten und einem höheren Eigenverbrauch im Fall einer eigenen Erzeugungsanlage.
Aus Sicht des Verteilnetzbetreibers werden signifikante Änderungen im zukünftigen Verhalten von Netzkunden erwartet. Die Auslegung und Dimensionierung des Verteilnetzes wird heute auf Basis von statistischen Annahmen für Verbraucher und Erzeuger durchgeführt. Neue Technologien, vor allem dezentrale Speichersysteme und die Aggregation von flexiblen Verbrauchern durch die Betreiber von virtuellen Kraftwerken, haben zur Folge, dass Lastprofile vermehrt nicht mehr rein statistisch gebildet werden können sondern sich marktorientierte Lastprofile, mit einer potentiell hohen Gleichzeitigkeit in einem Netzabschnitt, ergeben. Bei höherer Durchdringung kann es dabei vermehrt zu thermischer Überlastung und zu Spannungsproblemen im lokalen Verteilnetz kommen.
Leafs adressiert die oben dargestellten Herausforderungen durch die Entwicklung von Technologien und Betriebsstrategien, die geforderte Netzverstärkungen in Folge der Integration von erneuerbaren Energieressourcen und vom Markt verursachter Dynamik minimieren. Die Ansätze im Projekt zur Aktivierung und zur Regelung von Flexibilität beinhalten sowohl die aktive Regelung von dezentralen Speichersystemen als auch flexiblen Lasten durch den Netzbetreiber (technische Lösung) und die Evaluierung von monetären Anreizen und Motivationen (organisatorische Lösung). Der Endkunde profitiert durch eine flexiblere Integration von verteilten Erzeugungsanlagen und langfristig minimierte Netzausbaukosten sowie einem höheren Eigendeckungsgrad durch lokale Erzeugung.
Methodische Vorgehensweise: Um dieses Ziel zu erreichen werden im Projekt Leafs drei zentrale Aktivitäten kombiniert:
Für alle Lösungen werden rechtliche, wirtschaftliche und regulatorische Analysen durchgeführt, die in weiterer Folge in die simulationsbasierte Untersuchung der Übertragbarkeit und Skalierbarkeit der Lösungen einfließen.
| 1 | Projektstart |
| 2 | System-Architektur (TRL2) |
| 3 | Komponenten-Implementierung (TRL3) |
| 4 | Systemintegration (TRL4) |
| 5 | Evaluierung Endkundeneinbindung |
| 6 | Feldvalidierung (TRL5) |
| 7 | Projektabschluss |
Das Projekt beantwortet die Frage nach der Auswirkung der marktgeführten Nutzung von Flexibilität auf das Verteilnetz, was eine essentielle Fragestellung für den Netzbetreiber darstellt. Ergänzend dazu wird die Frage beantwortet, ob eine Speicherförderung im Vergleich zur Lastaktivierung für systemdienliche Dienstleistungen (Markt, Netz) sinnvoll erscheint. Das Projekt entwickelt und validiert Konzepte für eine entsprechende Systemarchitektur, sowie Systemlösungen und Technologien. Das analysierte Potential für die Aktivierung von flexiblen Lasten über bestehende Lösungen (z.B. Tonfrequenzrundsteuerung) wird in den Lösungen berücksichtigt und im Speziellen untersucht, wie diese hochskaliert werden können. Wichtige Erfahrungen für die effiziente Nutzung der Zukunftstechnologien Speicher und flexiblen Lasten für den effizienten Netzbetrieb können gesammelt werden. Im Projekt werden Technologien entwickelt, die eine spätere Kommerzialisierung ermöglichen, den Industriepartnern des Konsortiums einen internationalen Vorsprung verschaffen und die die Realisierung von innovativen Energiesystemen mit diesen Technologien ermöglichen.
Studium von Energie- und Umweltmanagement an der FH Pinkafeld (2005-2009) sowie erneuerbarer urbaner Energiesysteme am FH Technikum Wien (2009-2011).
Seit März 2009 am Austrian Institute of Technology im Energy Department im Bereich der Netzintegration von erneuerbaren Energien tätig.
Wesentliche Arbeitsschwerpunkte liegen im Bereich der Entwicklung und Analyse elektrischer Speichersysteme sowie deren Netzintegration.
johannes.kathan@ait.ac.at
Seit 2011 am Austrian Institute of Technology, Center for Energy im Bereich Netzregelung von Mittel- und Niederspannungsnetzen, Netzplanung und Netzbetrieb. Arbeitsschwerpunkte liegen im Bereich Netzsimulation, Modell- und Software-Entwicklung sowie Datenanalyse.
Roman.Schwalbe@ait.ac.at
Dipl.-Ing. Franz Zeilinger schloss sein Studium der Elektrotechnik 2011 ab und ist seit dem am Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe als Universitätsassistent und bei Siemens AG Österreich seit 2012 als Forscher angestellt. Seine primären Forschungsfelder sind Kommunikationsanforderungen für adaptive Regelungssysteme in Niederspannungsverteilnetze, Softwareentwicklung für Netzsimulationen und synthetische Lastprofile.
franz.zeilinger@siemens.com
