Forschungsprojekt Dynamische Bestimmung des Regelleistungsbedarfs

Die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) sind für den sicheren und zuverlässigen Betrieb des Stromnetzes verantwortlich. Eine ihrer Aufgaben ist dabei die Frequenzhaltung, die dazu dient, Ungleichgewichte zwischen Verbrauch und Erzeugung auszugleichen und dadurch die Sollnetzfrequenz zu halten. Dazu beschaffen die vier deutschen ÜNB Regelleistung in Form von Primärregelleistung, Sekundärregelleistung und Minutenreserve, die sich u.a. hinsichtlich ihrer Aktivierungszeit (30 Sekunden, 5 Minuten und 15 Minuten) unterscheiden. Eine entscheidende Frage ist dabei die Menge der vorzuhaltenden Regelleistung. Bisher erfolgt die Bestimmung dieses Bedarfs vierteljährlich. Dies hat u. a. den Nachteil, dass schwankende Anteile von Wind- und Solarstrom, die einen unterschiedlichen Bedarf an Regelleistung mit sich bringen, nicht berücksichtigt werden.

Eine tägliche Bestimmung des Regelleistungsbedarfs, unter Beachtung der für den nächsten Tag verfügbaren Prognosen, könnte durchschnittlich zu einem deutlich geringeren Regelleistungsbedarf führen. Die Kosten für die Sekundärregelleistung und Minutenreserve lagen im Jahr 2011 bei 476 Mio. Euro, sodass mit einem großen Einsparpotenzial zu rechnen ist. Zusätzlich könnten kritische Situationen wie Anfang 2012, als tiefe Temperaturen zu einem erhöhten Bedarf an Regelleistung geführt haben, durch frühzeitiges Erkennen und Beschaffung von mehr Regelleistung vermieden und somit die Netzstabilität verbessert werden. 

Daher will das Projektkonsortium aus Fraunhofer IEE (ehemals Fraunhofer IWES) und TenneT in dem neuen BMU-Forschungsprojekt ein Verfahren entwickeln, dass eine tägliche Dimensionierung des Bedarfs an Sekundärregelleistung und Minutenreserve ermöglicht.

Das übergeordnete Ziel lässt sich in zwei Teilziele unter­gliedern:

Ziel 1: Entwicklung und Test eines Verfahrens zur täglichen Dimensionierung des Regelleistungsbedarfs

Erstens sollen verschiedene Konzepte für ein Verfahren zur täglichen Dimensionierung des Regelleistungsbedarfs entwickelt werden. Dabei soll eine Variante die Ermittlung des Regelleistungsbedarfs unter den jetzigen Rahmenbedingungen ermöglichen, die andere Variante orientiert sich an den in Zukunft zu erwartenden Umständen. Die Konzepte werden sich größtenteils an der bereits heute angewandten Modifikation des Graf-Haubrich Verfahrens orientieren, bei der die Verteilung der verschiedenen Fehler (Regelzonenfehler, Lastrauschen, …) miteinander verknüpft werden, um dadurch den Regelleistungsbedarf zu erhalten. Ein wichtiger Aspekt ist auch die Aufteilung des Gesamtbedarfs auf Sekundärregelleistung und die Minutenreserve. Hierzu wird untersucht, welchen Einfluss eine Automatisierung der Entscheidung über den Einsatz von Minutenreserve auf die Aufteilung auf Sekundärregelleistung und Minutenreserve hätte. Anschließend werden die Konzepte anhand von historischen Daten und Zukunftsszenarien getestet und bewertet. 

Ziel 2: Analyse des jetzigen und Abschätzung des zukünftigen Bilanzkreisverhaltens – Zusammenhang zum Ausgleichsenergiepreismechanismus

Zweitens soll das jetzige Verhalten verschiedener Bilanzkreise analysiert und ihr zukünftiges Verhalten abgeschätzt werden, da dieses einen starken Einfluss auf den Ausgleichenergiebedarf der einzelnen Bilanzkreise und damit indirekt auf den Regelleistungsbedarf hat. Da das Verhalten der Bilanzkreise stark vom verwendeten Ausgleichsenergiepreissystem abhängt, wird der Einfluss verschiedener Ausgleichsenergiepreissysteme untersucht. Dabei wird auch erforscht, welchen Einfluss der Ausgleich von Kurzfristprognosefehlern der Windenergie und Photovoltaik auf Bilanzkreis- oder auf Gesamtsystemebene, kürzere Vorlaufzeiten an den Märkten und verbesserte Prognosen auf den Regelleistungsbedarf hätten.