Stabilisierungseffekte durch den Einsatz von Wärmepumpen kleiner Leistung in elektrischen Niederspannungsnetzen

Abstract:
Der vorliegende Beitrag untersucht den netzdienlichen Einsatz von Wärmepumpen im elektrischen Niederspannungsnetz an einem Sommertag mit hoher Einspeiseleistung. Probabilistische Haushaltsprofile werden auf Basis statistischer Informationen zum elektrischen und thermischen Energiebedarf erstellt und die Dimensionierung der Wärmepumpenleistung in Kombination mit einem Warmwasserspeicher abgeleitet. Zur Deckung des täglichen Warmwasserbedarfs erfolgt über die Systemgrenzen elektrisch-thermisch hinweg die Aufheizung des Warmwasserspeichers. Am Netzknoten erhöht dies die elektrische Belastung durch Verbraucher und überlagert sich mit der Einspeisung durch Photovoltaik-Anlagen. Ausgehend vom Grundszenario wird der Durchdringungsgrad der Wärmepumpe in drei Stufen erhöht und verglichen. Um Unsicherheiten im Wärmepumpen-, Verbrauchs- und Einspeiseprozess zu berücksichtigen, wird eine probabilistische Leistungsflussberechnung im 4-Leiter System eingesetzt. Der Effekt der Netzstabilisierung durch Reduktion der Leistungsflussumkehr im Tagesverlauf wird statistisch ausgewertet. Die Rolle der Wärmepumpe als netzbezogene Maßnahme in Niederspannungsnetzen außerhalb der Heizperiode wird diskutiert.