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Gestaltungskonzepte für einen spannungsebenenübergreifenden Zugriff auf Flexibilität beim Engpassmanagement im deutschen Übertragungsnetz
2021
Dissertation, RWTH Aachen University, 2021
Genehmigende Fakultät
Fak06
Hauptberichter/Gutachter
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Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2021-05-10
Einrichtungen
Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Elektrizitätsversorgung (frei) ; Engpassmanagement (frei) ; Netzbetrieb (frei) ; Redispatch (frei) ; optimal power flow (frei) ; Übertragungsnetz (frei)
Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 621.3
Kurzfassung
Das Voranschreiten der Energiewende führt zu einem stetig steigenden Ausbau von Erzeugungsanlagen auf Basis von Erneuerbaren Energien in Deutschland. Zusammen mit der wachsenden Anforderung nach Sektorenkopplung und der Elektrifizierung von Endanwendungen in den fossil dominierten Bereichen bedingen diese Transformationsprozesse weitreichende Veränderungen von Stromerzeugung und -verbrauch. Zur Gewährleistung der Netzsicherheit im deutschen Übertragungsnetz spielt das betriebliche Engpassmanagement bereits heute eine maßgebliche Rolle. Die Flexibilitätsbereitstellung zur Wirk- und Blindleistungsanpassung für die Engpassbehebung wird dabei vornehmlich durch konventionelle Kraftwerke im Übertragungsnetz erbracht. Zukünftig ist es jedoch absehbar, dass ein Großteil der verfügbaren Flexibilitätsoptionen, insbesondere die neuartigen Stromanwendungen, auf der Verteilnetzebene angesiedelt sein wird. Es stellt sich folglich die Frage, wie der Flexibilitätszugriff der Übertragungsnetzbetreiber zukünftig mit den unterlagerten Verteilnetzbetreibern koordiniert werden soll. Im Rahmen dieser Dissertation werden daher verschiedene fundamentale Gestaltungskonzepte hinsichtlich der netzbetrieblichen Koordination für das operative Engpassmanagement gegeneinander bewertet. Die exemplarischen Untersuchungen zeigen, dass insbesondere die Konzepte sich eignen, die eine Realisierung von Synergieeffekten zwischen den Spannungsebenen ermöglichen und somit zu einer Reduktion der notwendigen Eingriffe der einzelnen Netzbetreiber beitragen können.The progression of the energy transition leads to a steady increase of power plant installation that are based on renewable energy sources in Germany. Together with the growing demand for sector coupling and the electrification of end-user applications in fossil-dominated sectors, these transformation processes are causing far-reaching changes in conventional power generation and consumption. To ensure a secure operation of the grid, congestion management plays a key role within the German transmission grid. Today, the flexibility to adjust active and reactive power generation is primarily provided by conventional power plants located at the transmission grid level. In the future, however, it is foreseeable that a large part of the available flexibility options, especially new types of electrical applications, will mainly be located at the distribution grid level. Consequently, the question arises as how the access of these flexibility options by the transmission system operators should be coordinated with local distribution system operators. In the context of this dissertation, different fundamental design concepts are therefore evaluated against each other with respect to operational congestion management. The exemplary investigations show that those concepts are particularly suitable which enable the realization of synergy effects across different voltage levels and can thus contribute to a reduction of the necessary interventions by individual grid operators.
Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis/Book
Format
print
Sprache
German
Externe Identnummern
HBZ: HT021061564
Interne Identnummern
RWTH-2021-07918
Datensatz-ID: 824892
Beteiligte Länder
Germany
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