Integration von Windenergie in ein zukünftiges Energiesystem unterstützt durch Lastmanagement

Zur Erreichung der Ausbauziele für erneuerbare Energien wird die Windenergie zukünftig eine wichtige Rolle im Energiesystem spielen. Auf Grund der begrenzten Vorhersagbarkeit und der Variation der Einspeisung müssen effiziente Strategien zur Integration der Windenergie gefunden werden. Im Rahmen des Vorhabens werden insbesondere die Möglichkeiten eines Lastmanagements der Stromverbraucher analysiert, um zu einem Ausgleich zwischen Nachfrage und Erzeugung zu kommen. Basis der Untersuchung sind zwei Simulationsmodelle. Mit Hilfe des IWILAS-Modells wird der Einfluss der Windenergie auf den Regelungsbedarf sowie der Beitrag eines Lastmanagements zur Regelung untersucht. Die Lastflüsse auf dem Übertragungsnetz sowie in einem beispielhaften Verteilnetz werden mit Hilfe eines Optimierungsmodells analysiert. Die Untersuchungen zeigen die Auswirkungen der Windeinspeisung auf das deutsche Energiesystem sowie speziell auf die Zone Nordwest in Deutschland, in der die gesamte Einspeisung aus der Nordsee in das Übertragungsnetz eingespeist wird. Ein Großteil der Windeinspeisung kann in das Netz integriert werden, wenn entsprechende Netzverstärkungsmaßnahmen aus der Zone Nordwest durchgeführt werden. Lastmanagementpotenziale können dazu beitragen, die Regelung effizienter zu gestalten sowie CO2-Emissionen bei der Regelung einzusparen. Lastmanagementpotenziale sollten zunächst in den Regelenergiemärkten eingesetzt werden, da sie hier den größten Nutzen schaffen können. Für eine effiziente Integration sollte darüber hinaus der Netzausbau insbesondere im Nordwesten forciert werden. Mittelfristig ist eine Erhöhung der Flexibilität der konventionellen Kraftwerke von Vorteil. Gleichzeitig sollten Windenergieanlagen verstärkt auch zu Systemdienstleistungen wie Frequenzregelung und Spannungshaltung beitragen.

Wind energy will play a central role to achieve the renewable energy targets in the German energy system. In comparison to conventional power stations, the integration of electricity generated by wind is subject to greater fluctuations and can only be predicted to a limited extent. This has repercussions for the operation of the electricity grids, shown by the increased demand and call for balancing power and the costs associated with this. The objective of this study is to examine whether and to what extent the increased demands for regulating possibilities in electricity grid operation in the future could also be met by a controllable and flexible demand. The analysis is done using two simulation models. The IWILAS model analyses the influence of wind energy on balancing power and the contribution of demand response. Load flows on the transmission system and on an exemplary distribution grid are calculated using optimizing simulation model. The results show the impacts of wind energy on the German energy system and especially on the North-Western zone. In this area all wind parks in the North Sea will be connected to the transmission system. High shares of wind energy from the North Sea can be integrated into the grid, if sufficient grid extension and reinforcement measures are undertaken. Demand response can increase the efficiency of the balancing system. Available potential should be used in these markets first because there they can generate the biggest benefits.