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  3. Technoökonomische Untersuchung marktbasierter Flexibilitätsbereitstellung im Hoch- und Mittelspannungsnetz als Ergänzung zum regulatorischen Redispatch und zum Netzausbau

Technoökonomische Untersuchung marktbasierter Flexibilitätsbereitstellung im Hoch- und Mittelspannungsnetz als Ergänzung zum regulatorischen Redispatch und zum Netzausbau

Bereichsnavigation: Projekte
  • Auslegung, Versuchsbetrieb und Simulation eines Rieselbettreaktors zur biologischen Methanisierung
  • Betriebsstrategien für Biogasanlagen zur deterministischen Stromerzeugung im Verteilnetz
  • Energieeffizientes Trocknen und Brennen von aufgeschäumten Tonmaterialien mithilfe der Hochfrequenz-Technologie
  • Entwicklung eines Nano-BHKWs unter Nutzung kaskadisch angeordneter thermoelektrischer Generatoren und Optimierung nach elektrischen Systemparametern
  • Entwicklung eines thermochemischen Wasserstoffspeichers
  • Entwicklung und Applikation eines Systems zur künstlichen beschleunigten Alterung und zur diagnostischen Analyse von Betriebsmitteln im Mittelspannungsbereich
  • Entwicklung und Implementierung eines numerischen Modells zur Untersuchung von Strömungs- und Wärmeübertragungsvorgängen beim Schmelzen und Erstarren von makroverkapselten Phasenwechselmaterialien
  • Entwicklung und Qualifizierung einer hochzeitauflösenden ALTP Wandwärmestromsonde für den Einsatz in Verbrennungsmotoren
  • Entwicklung und Untersuchung anreizgesteuerter Kommunikations- und Regelungsverfahren zur Lastflussvergleichmäßigung in Verteil- und Übertragungsnetzen
  • Entwicklung, Modellierung und Echtzeitdemonstration intelligenter Ladeinfrastrukturen für Elektromobilität zu deren netzdienlicher Integration in clusterbasierte Verteilnetze
  • Ganzheitliche Zwillinge für die elektrischen Subsysteme und die Netzanbindung
  • Hemmung der Methanbildung durch Synthesegasverunreinigungen und Nebenprodukte der Methanisierung sowie deren biologischer Abbau bei der biologischen Methanisierung von Synthesegas aus der allothermen Wasserdampfvergasung
  • Intelligente und fehlertolerante Modular-Multilevel-Cascade-Converter (ifMMCC) für zukünftige erneuerbare Energiesysteme unter beliebigen Netzfehlern
  • Konzeption eines Verfahrens zur technischen und wirtschaftlichen Abbildung, Bewertung und Nutzung von Flexibilitätsmaßnahmen in der Mittelspannungsnetzplanung
  • Konzeption, Auslegung und experimentelle Verifikation einer intelligenten Mikroturbine mit adaptiver Schluckfähigkeit
  • Modellierung eines nachhaltigen und treibhausgasneutralen Energiesystems für Deutschland unter besonderer Berücksichtigung von Suffizienzmaßnahmen
  • On the Application of Plate Heat Exchanger in Adsorption Processes-Makram Mikhaeil
  • Partielle Biogasaufbereitung – Eine techno-ökonomische Potenzialanalyse für die dezentrale Nutzung
  • Steuerung und Vermarktung von Akteuren in Stromverteilnetzen – Verknüpfung von Elektromobilität und Power-to-X-Anwendungen mit einem Smart Grid
  • Technoökonomische Untersuchung marktbasierter Flexibilitätsbereitstellung im Hoch- und Mittelspannungsnetz als Ergänzung zum regulatorischen Redispatch und zum Netzausbau
  • Thermoökonomische Optimierung von Steam Rankine Cycle Anlagen zur dezentralen Hochtemperatur-Abwärmeverstromung
  • Verlustoptimale und dynamische Regelung von elektrisch-erregten Synchronmaschinen
  • Verwendung eines neuartigen Sensorkonzeptes und dynamischer Simulation für Kaltdampfkältemaschinen
  • Weitbereichsnetzteil für Bahnanwendungen
  • Zur Biomassevergasung in „stratified downdraft“ Reaktoren und deren Prozessstabilisierung

Technoökonomische Untersuchung marktbasierter Flexibilitätsbereitstellung im Hoch- und Mittelspannungsnetz als Ergänzung zum regulatorischen Redispatch und zum Netzausbau

Tanja Mast, TH Ingolstadt

Tanja Mast

 

Betreuer:

Prof. Dr.-Ing. Uwe Holzhammer, TH Ingolstadt

Prof. Dr. Veronika Grimm, FAU

 

 

Technoökonomische Untersuchung marktbasierter Flexibilitätsbereitstellung im Hoch- und Mittelspannungsnetz als Ergänzung zum regulatorischen Redispatch und zum Netzausbau

Sogenannte Smart Markets sind aktuell diskutierte Lösungsansätze, die dem Stromnetzbetreiber als zusätzliches, marktbezogenes Engpassinstrument zur Verfügung gestellt werden sollen. Sie funktionieren als Markt für Flexibilität auf Verteilnetzebene und stehen somit in kurzfristiger Konkurrenz zum regulatorischen Redispatch und in mittelfristiger Konkurrenz zum Netzausbau. Die Aktivität eines Smart Marktes ist sowohl temporär als auch regional auf Phasen mit Netzengpässen beschränkt und stellt eine Ergänzung zum bestehenden Energy-Only-Marktdesign dar.

Im Forschungsprojekt wird die Wirkung von Smart Markets auf die Netzcluster (Verteilnetzebene) und deren Beitrag bei der Engpassbewirtschaftung analysiert. Hierzu wird ein Smart Market Modell entwickelt, welches die im Netzcluster verfügbaren Flexibilitätsoptionen mit ihren technischen und ökonomischen Parametern im Wettbewerb um die kostenoptimale Lastflussänderung im Netz adäquat abbilden soll. Für die Komplexitätsreduktion des Modells werden Regionen mit ähnlicher Netztopologie und verfügbaren Flexibilitätsoptionen zu repräsentativen Netzclustertypen zusammengefasst. Das Marktgebiet der jeweiligen Smart Markets entspricht diesen spezifischen Netzclustern und berücksichtigt deren Netzrestriktionen bei der Ermittlung der Einsatzreihenfolge (sog. Merit Order). Smart Markets stellen somit eine Verknüpfung von Markt und Stromnetz dar. Sie ermöglichen die Integration von neuen Marktteilnehmern, für die an bestehenden Strommärkten bisher noch keine Anreize für eine netzdienliche Fahrplananpassung vorhanden sind. Als Einschaltsignal für das Smart Market Modell dienen die prognostizierten Engpässe im Übertragungsnetz oder auch im Verteilnetz. Die Einschaltsignale beinhalten Informationen über die Dauer und Höhe der erforderlichen Leistungsanpassung im Netzcluster.

Mit dem entwickelten Smart-Market-Modell soll die jeweils kostengünstigste Lösung für das betroffene Netzcluster und somit der sich in Smart Markets einstellende Marktpreis berechnet werden. Zur Bestimmung der finanziellen Obergrenze sind Informationen zu den Spotmarktpreisen und die Kosten für den Stromnetzausbau erforderlich. Ebenso ist der Einbezug weiterer Preiskomponenten denkbar, wie beispielsweise die monetäre Bewertung der erreichten CO2-Minderung durch die effiziente Bewirtschaftung. Ein weiteres Modellergebnis ist die aggregierte Flexibilität im Netzcluster (Leistungsfähigkeit, Bedarfsanpassungsfähigkeit und Reaktionsfähigkeit), welche unter der ermittelten finanziellen Obergrenze und den technischen Restriktionen dem vorgelagerten Netz zur Verfügung gestellt werden kann. Somit lassen sich Aussagen zur Höhe der zusätzlichen Erlöse für die flexiblen Kapazitäten und die vermiedenen Kosten durch den eingesparten regulatorischen Redispatch, sowie zur zusätzlichen Integration von fEE-Strommengen (Wind+PV) mit geringerem Netzausbau generieren.

 

Schematische Darstellung eines Smart Markets als lokal und temporär beschränkter Markt für Flexibilität zur Minimierung des regulatorischen Redispatch und des Netzausbaus

 

 

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Lehrstuhl EVT, Geschäftsstelle BayWISS Verbundkolleg Energie

Fürther Straße 244f
90429 Nürnberg
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