Aktive "Smart Grids" mit variablen Tarifen und dezentraler Blindleistungsregelung

Abstract:
Wesentlicher Bestandteil der Energieversorgung von Smart Cities ist das Verteilnetz, das zahlreiche Teilnehmer, wie im Bereich der privaten Haushalte die "Smart Homes", auf der Nieder- und Mittelspannungsebene intelligent miteinander vernetzt. Für den Betrieb solcher aktiver "Smart Grids" mit einem hohen Anteil fluktuierender Stromerzeugung ist es erforderlich, alle Speicherkapazitäten und Verschiebepotenziale zu nutzen, damit die Elektrizitätsversorgung jederzeit sichergestellt werden kann. Variable Tarife sind besonders zur optimierten Betriebsführung von verteilten steuerbaren Erzeugern, wie Anlagen mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), und dezentralen Stromspeichern, wie in Elektrofahrzeugen, geeignet. Während Batterien in Elektrofahrzeugen als Speicher der Zukunft gehandelt werden, sind thermische Speicher in KWK-Anlagen bereits heute in der Lage die Bereitstellung thermischer und elektrischer Energie voneinander zu entkoppeln und Strom zu liefern, wenn er im Netz benötigt wird. Variable Tarife können dem lokalen Anlagenoptimierer einen "soften" Anreiz zur Verlagerung seines Anlagenbetriebs geben und auf diese Weise auch übergeordnete Netzrestriktionen übermitteln. In dem Paper werden wir einen zeitvariablen Tarif vorstellen, der sich aus einer globalen Energiepreis-Komponente und einem lokalen Anteil, der die lokale residuale Last repräsentiert, zusammensetzt. Übersteigt die lokale elektrische Last beispielsweise die fluktuierende Stromerzeugung, schafft die lokale Tarifkomponente einen Anreiz für den Einsatz steuerbare Erzeuger und Speicher. Neben der intelligenten Betriebsführung von dezentralen Erzeugern und Speichern wird es beim Ersatz zentraler fossil befeuerter Kraftwerke zunehmend erforderlich sein, Systemdienstleistungen von dezentralen Kraftwerken zu erbringen. Die Umsetzung der in den neuen Anschlussrichtlinien für Erzeuger im Mittel- und Niederspannungsnetz vorgesehenen dynamischen oder statischen Vorgaben der Blindleistung für jede Erzeugungsanlage wird anhand eines Beispielnetzes exemplarisch untersucht.