Nachhaltige Netzplanung in der Niederspannungsebene unter Berücksichtigung hochaufgelöster Zeitreihen

Die Anforderungen an die elektrischen Verteilungsnetze sind im Zuge der Energiewende und den damit einhergehenden Veränderungen der politischen und technologischen Rahmenbedingungen stetig gestiegen. Ein nachhaltiger sowie umweltschonender Umgang mit den vorhandenen Ressourcen stellt die Prämisse des zukünftigen Handelns in der Energieversorgung dar und bildet die Grundlage dieser Arbeit.

Ausgehend von der These, dass zukünftig vermehrt Wärmepumpen- und Photovoltaikanlagen Einzug in Neubauvorhaben halten werden, zeigt die erstmalige Anwendung der Annuitätenmethode in Verbindung mit Photovoltaik-Eigenverbrauchskennlinien das Potenzial dieser kombinierten Technologien auf. Die zu Grunde gelegten Annahmen konnten im Rahmen einer Messkampagne an einem beispielhaften Haushalt validiert werden. So kann der Eigenverbrauch von ausschließlich elektrisch versorgten Haushalten im Gegensatz zu konventionellen Haushalten in diesem Fall um bis zu 12 Prozentpunkte gesteigert werden.

Der bidirektionale Energiefluss in den Verteilungsnetzen beeinflusst zunehmend den sicheren Netzbetrieb. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, ist ein Paradigmenwechsel bei der derzeitigen Netzplanungspraxis erforderlich. Aufbauend auf den durchgeführten Messungen werden Modelle zur Abbildung der Netzbelastung konventioneller Haushalte, Wärmepumpen- und Photovoltaikanlagen entwickelt. Die resultierenden synthetischen Zeitreihen in einminütiger Auflösung bilden die Grundlage weiterführender Untersuchungen bzgl. künftiger Netzlastanteile derartiger Haushalte. Im Ergebnis liegen angepasste Netzlastanteile für konventionelle Verbraucher sowie erstmalig für neue Technologien kombiniert vor. Diese Belastungsannahmen weisen einen hohen Praxisbezug auf und fließen in ein vereinfachtes Netzberechnungsverfahren ein.

Detailliertere Untersuchungen zur nachhaltigen Netzauslegung sind zudem unter Anwendung mehrerer entwickelter Skripte möglich. Die vorliegenden Werkzeuge ermöglichen eine automatisierte Lastflussberechnung, Ergebnisauswertung sowie Blindleistungsregelung für netzgekoppelte Photovoltaikanlagen.

Mit den entwickelten Modellen und Werkzeugen sind Szenarioanalysen neuer Technologien denkbar, die eine nachhaltige Niederspannungsnetzplanung ermöglichen und somit einen Beitrag zur Reduzierung des ansonsten notwendigen Netzausbaus leisten.