ISBN 978-3-8439-3648-4

978-3-8439-3648-4, Reihe Energietechnik

Peter Franz
Eignung innovativer Technologien zur Erhöhung der Aufnahmefähigkeit von Nieder- und Mittelspannungsnetzen

227 Seiten, Dissertation Technische Universität Darmstadt (2018), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Im Zuge der Energiewende ist es in Deutschland in den vergangenen Jahren zu einem kontinuierlichen Ausbau der regenerativen Erzeugungsanlagen gekommen, die zum überwiegenden Teil einen dargebotsabhängigen Einspeisecharakter aufweisen. Vor dem Hintergrund der Ausbauziele der Bundesregierung für erneuerbare Energien dürfte dieser Trend in den kommenden Jahrzehnten weiter anhalten. Weil ein Großteil der neuen Erzeugungsanlagen dezentral an die unteren Netzebenen angeschlossen ist, sind die Verteilnetzbetreiber von den Auswirkungen des Ausbaus der erneuerbaren Energien besonders betroffen. Schon gegenwärtig kommt es in Netzgebieten mit einem hohem Anteil an Photovoltaik- und Windenergieanlagen zu überhöhten thermischen Auslastungen der Betriebsmittel. Noch häufiger sind jedoch von dezentralen Erzeugungsanlagen verursachte Probleme bezüglich der Einhaltung der zulässigen Spannungsgrenzen anzutreffen. Dies führt vor allem bei Verteilnetzbetreibern in ländlichen Regionen zu hohen Investitionskosten für den erforderlichen Netzausbau, während auf der anderen Seite seit Beginn der Anreizregulierung der Kostendruck auf die Netzbetreiber erhöht wurde. Während die Netzbetreiber in der Vergangenheit fast ausschließlich auf konventionelle Netzausbaumaßnahmen zurückgegriffen haben, steigt vor diesem Hintergrund die Bedeutung von innovativen Netzerweiterungsmaßnahmen als wirtschaftliche Alternative zur Integration dezentraler Erzeugungsanlagen in die Verteilnetze.

Die vorliegende Arbeit zeigt anhand von charakteristischen Modellnetzen in der Nieder- und Mittelspannungsebene Möglichkeiten zur Beurteilung der Eignung von innovativen Maßnahmen zur Vergrößerung der spannungsbedingten Netzaufnahmefähigkeit. Hierfür werden geeignete Parameter zur Charakterisierung von Verteilnetzen ermittelt, auf Basis derer synthetische Nieder- und Mittelspannungsnetze entwickelt werden. Anhand der Modellnetze wird die technische Eignung der unterschiedlichen Netzerweiterungsmaßnahmen analysiert. Aus den Ergebnissen werden geeignete Kenngrößen abgeleitet, die es ermöglichen die Eignung von innovativen Netzerweiterungsmaßnahmen in realen Netzstrukturen zu bewerten. Neben der technischen Bewertung erfolgt außerdem ein wirtschaftlicher Vergleich der Netzerweiterungsmaßnahmen mit Hilfe der Barwertmethode. Hierfür werden die Ergebnisse aus zwei realen Netztopologien herangezogen.