STROM – Bayerischer Forschungsverbund „Energie – SekToRkOpplung und Micro-grids“

Der Wandel der elektrischen Energieversorgung in Deutschland weg von konventionellen Kraftwerken hin zu erneuerbaren Energieanlagen und der damit steigenden Komplexität in den elektrischen Energiesystemen treibt die elektrischen Energieversorger an, neue Möglichkeiten zur Planung und zum Betrieb des deutschen Stromnetzes zu ergründen und zu validieren. Dabei sind mit der stetigen Erhöhung dezentraler Energieanlagen und der zunehmenden, politisch angetriebenen Elektrifizierung des Verkehrs- und Wärmesektors die Veränderungen in den regionalen und lokalen Verteilnetzen am größten. Dies trifft unter anderem auf die Netzgebiete vieler Stadtwerke zu.

Abbildung 1: Qualitative Nachbildung des veränderten elektrischen Energiesystems mit Bezug auf die voranschreitende Energiewende (Grafik: Projektverbund STROM)

Als Teil des bayerischen Forschungsverbunds „Energie – SekToRkOpplung und Micro-grids“ (kurz: STROM) hat die OTH Regensburg zusammen mit den Stadtwerken Forchheim und Waldmünchen sich das Ziel gesetzt, eine technisch und ökonomisch nachhaltige Netzplanung für städtische Verteilnetzstrukturen zu erarbeiten. Dabei sollen Szenarien für die zukünftige Entwicklung der Bezugs- und Erzeugungsanlagen, der E-Mobilität und der KWK-Anlagen im Netzgebiet der Stadtwerke berücksichtigt werden. Die Kopplung der Sektoren Strom, Verkehr und Wärme spielt im Forschungsverbund eine zentrale Rolle und Untersuchungen sollen zeigen, welche Auswirkungen diese Kopplung auf das Stromnetz haben und welche Änderungen sich in der Netztopologie, als auch im Verhalten der angeschlossenen Kunden ergeben. Schlussendlich sollen aus den Projektergebnissen Handlungsempfehlungen abgeleitet und ein Leitfaden für Verteilnetzbetreiber entwickelt werden.

Abbildung 2: Schematische Darstellung der Vernetzung von Industrie und Hochschulen sowie Integration in das Graduiertenzentrum der MSE (Grafik: MSE, TU München)

Nach der Digitalisierung und Validierung der städtischen Netzgebiete sollen Lastflusssimulationen aufzeigen, ob strom- oder spannungsbedingte Probleme bei Betrachtung der Netzentwicklungsszenarien auftreten und wie diese mittels konventionellen und innovativen Netzplanungsmaßnahmen technoökonomisch nachhaltig gelöst werden können. Der entwickelte Zielnetzplanungsprozess soll mit einem hohen Automatisierungsgrad versehen werden, um verschiedene Szenarien effizient berechnen zu können und auch Aussagen über die Robustheit von Netzplanungslösungen bei Berücksichtigung von szenarischen Unsicherheiten treffen zu können.

Abbildung 3: Qualitative Darstellung des Zielnetzplanungsprozesses – Entwicklungsszenario (links) und resultierende Netzplanungsmaßnahmen für das Zielnetz (rechts)

Ein weiterer Schwerpunkt der Forschungsarbeit der OTH Regensburg ist die Integration und Anlageneinsatzplanung von elektrischen Großspeichern in städtischen Verteilnetzen. Es sollen einerseits die ökonomischen Potentiale für Stromeinkaufsoptimierungen in Bezug auf mögliche Zusammensetzungen der Stromhandelsprodukte untersucht und vor allem im Hinblick auf die aktuell fluktuierenden Strompreise bewertet werden. Andererseits sollen mit Berücksichtigung der gegenwärtigen Netzentgeltsystematik die Auswirkungen auf die Höhe der Netzentgelte und daraus resultierende Optimierungspotentiale aufgezeigt werden.

Eckdaten des Projekts:

  • Laufzeit: 01.04.2021 – 31.03.2024
  • Projektvolumen: 1,93 Mio. Euro
  • Volumen OTH: 242,7 Tsd. Euro
  • Akademische Partner: TU München, HS München, TH Ingolstadt, HS Rosenheim
  • Industriepartner: Stadtwerke Forchheim, Stadtwerke Waldmünchen, u.v.m.