Integration von Energiemarkt und Verteilnetzbetrieb durch einen Flexibility Operator

Zusammenfassung

Der steigende Anteil volatiler dezentraler Erzeuger im elektrischen Versorgungssystem führt zu einer örtlich erhöhten Netzauslastung und stellt die Balancehaltung zwischen Erzeugung und Verbrauch vor eine Herausforderung. Während im Bereich der steigenden Netzauslastung vor allem Maßnahmen wie Netzausbau oder Smart Grid-Regelungslösungen als Lösungsansatz verfolgt werden, wird im Bereich der Systembalance vor allem auf Marktmechanismen gesetzt. Es ist zu erwarten, dass zukünftig kleine Erzeugungsanlagen zu Spitzenzeiten aufgrund von Netzengpässen nur einen Teil ihrer zur Verfügung stehenden Leistung einspeisen können. Gleichzeitig ist zu erwarten, dass zukünftig kleine Anlagen in (ggf. wechselnden) Vertragsverhältnissen mit virtuellen Kraftwerken stehen und bestimmte vorab geregelte Leistungen erbringen. Vor dem Hintergrund dieser Entwicklungen sind eindeutige Regeln im Umgang mit Netzkonflikten zu definieren. Eine mögliche auch in dieser Arbeit verfolgte Strategie ist die Suche nach geeigneten Marktmechanismen, die einen volkswirtschaftlich sinnvollen Netzausbau ermöglichen. Solche Mechanismen müssen auch geeignete lokale Flexibilitätsmärkte enthalten, die es erlauben, Netzengpässe auszugleichen. In dieser Arbeit werden Strategien und technische Schnittstellen zur Koordination von Markt und Netz in Form eines „Flexibility Operators“ vorgeschlagen und dessen Einbettung in ein Smart Grid-Gesamtkonzept diskutiert.

Abstract

The growing share of volatile distributed generation in the electric power grids results in increased local network utilisation and challenges the conventional strategies for maintaining the system balance. While grid extensions and smart grid solutions are considered for network utilisation issues, new market mechanisms are in focus for the balancing challenge. It can be expected that distributed generators on one hand will be able to supply only part of their available power to the grid in peak times, and on the other hand will have (potentially changing) contracts with different trans-regional virtual power plants. Against this background it will be necessary to define rules dealing with expected network access conflicts. One strategy also followed in this work is to find market mechanisms that support economically efficient network extension. Such mechanisms will have to include local flexibility markets that allow for compensating network bottlenecks. This work proposes strategies and technical interfaces for coordinating market and grid operation by means of a “Flexibility Operator”. Its integration into a holistic smart grid concept is discussed.