Verteilungssystemplanung mit Batteriespeichern unter Verwendung des mehrperiodischen optimalen Leistungsflusses (Pedersen et al. 2021)
Jaap Pedersen, Birgit Schachler, Anya Heider and Guido Pleßmann
Die fortschreitende Energiewende stellt die Verteilnetze vor neue Herausforderungen und macht den Ausbau der bestehenden Stromnetzkapazitäten erforderlich. Um den Netzausbau und damit die volkswirtschaftlichen Kosten einzudämmen, wird die Nutzung verschiedener Flexibilitätsoptionen zur Reduzierung des Ausbaubedarfs diskutiert.
In diesem Beitrag wird ein mehrperiodischer optimaler Leistungsfluss (MPOPF) mit einer neuen Formulierung für den kontinuierlichen Netzausbau vorgeschlagen, um den Einsatz von Flexibilitätsoptionen mit dem Ziel der Minimierung der Netzausbaukosten zu optimieren. In einem Vergleich der neu vorgeschlagenen Formulierung der kontinuierlichen Netzwerkerweiterung mit einer bestehenden gemischt-ganzzahligen Formulierung und einer kontinuierlichen Interpretation der letzteren wird gezeigt, dass die hier vorgeschlagene Formulierung nützlich ist, um ein lösbares Problem zu erhalten und den Rechenaufwand einzudämmen. Der vorgestellte MPOPF einschließlich der Flexibilitätsoptionen, Speicher und Abregelung wird dann auf synthetischen Mittelspannungsnetzen bewertet und angewendet, um den Nutzen einer kombinierten vs. einer schrittweisen Optimierung dieser Flexibilitätsoptionen zu bewerten.
Es wird gezeigt, dass der vorgeschlagene Ansatz unter Verwendung eines lokalen Solvers anwendbar ist und in angemessener Zeit zu einer Lösung führt. Des Weiteren wird gezeigt, dass die kombinierte Optimierung in der Regel zu einer effizienteren Ausnutzung der betrachteten Flexibilitätsoptionen und damit zu geringeren Netzausbaukosten führt als die stufenweise Betrachtung.