Network extension versus redispatch: An economic and electro-technical analysisDeriving an improved regulatory framework for the electricity system using a coherent simulation of the electrical transmission network and the electricity market which accounts for stochastic influences
Economic Policy, Applied Economics
Final Report Abstract
Durch die Integration von Erneuerbaren Energienanlagen, dem gleichzeitigen Rückbau der konventionellen Kraftwerke, Lastveränderungen durch z.B. Sektorenkopplung und der Liberalisierung der Energiemärkte ergeben sich große Unsicherheiten im zukünftigen elektrischen Energiesystem und somit auch in der Belastung der elektrischen Energienetze. Dies führt zu neuen Herausforderungen für die Ausgestaltung institutioneller Rahmenbedingungen. Im Rahmen des Projektes wurden unsichere Eingangsgrößen modelliert, probabilistische Methoden zur Lastflussberechnung weiterentwickelt und anschließend Analysen zu Anforderungen an institutionelle Rahmenbedingungen abgeleitet. Im Rahmen des ersten Arbeitspaketes wurde eine umfassende Analyse unsicherer Eingangsgrößen vorgenommen. Hierfür wurden auf der einen Seite Prognosefehler für Windgeschwindigkeiten und solare Bestrahlungsstärken und deren Korrelationszusammenhänge analysiert, auf der anderen Seite wurde ein Modell zur Abbildung der Unsicherheiten thermischer Kraftwerke durch geplante und ungeplante Nichtverfügbarkeiten auf Basis eines Neuronalen Netzes abgebildet. Im zweiten Arbeitspaket erfolgte die Weiterentwicklung probabilistischer Methoden zur Berücksichtigung unsicherer Eingangsgrößen in der Lastflussrechnung. Das entwickelte Verfahren stellt ein faltungsbasiertes Verfahren dar und lässt sich den analytischen Methoden zuordnen. Es benötigt eine lineare Abbildung der Knotenleistungen auf die Leitungsströme oder Knotenspannungen. Mithilfe der entwickelten Modelle wurden Anforderungen an institutionelle Rahmenbedingungen untersucht. Die Analysen ergaben, dass bei der Dimensionierung der Regelenergie Netzrestriktionen berücksichtigt werden sollten. Ob dies allerdings in Folge einer Optimierung geschehen sollte, ist nicht eindeutig, da sich hier andere Fragestellungen, z.B. der Anreizkompatibilität einer Optimierung des Netzbetreibers bzw. der Informationsasymmetrie zwischen Regulierer und Netzbetreiber manifestieren. Außerdem zeigte sich, dass der Netzbetreiber keine Möglichkeit hat, Erzeuger zu netzdienlichen Investitionen zu bewegen. Dies führt insbesondere langfristig zu möglichen Versorgungsengpässen. Insgesamt ließ sich feststellen, dass institutionelle Rahmenbedingungen für die Maßnahmen Netzausbau und Redispatch bzw. die lokale Differenzierung der Märkte nicht eindeutig bestimmbar ist. Der Trade-Off hängt sowohl von den Eigenschaften des Marktes bzw. der Marktteilnehmer als auch von den Rahmenbedingungen für die Möglichkeit des Netzausbaus ab.
Publications
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M. Kloubert
