Forschungsprojekt NSON II

Projektziel

Das übergeordnete Gesamtziel des Projektes NSON II ist es neue technisch wie ökonomisch effiziente Möglichkeiten der kurz- und mittelfristigen Anbindung von Offshore-Systemen zu entwickeln. Der Fokus in dem Projekt liegt dabei auf den Anlagen und Projekten in der deutschen Bucht.

Das Projekt adressiert in diesem Kontext wissenschaftliche Fragestellungen zur Regelung, zur Betriebsführung und zur Planung derartiger Systeme. Das Projekt unterteilt sich für kurz- und mittelfristige Fragestellungen in die Untersuchungsschwerpunkte „Anlagen- und Systemregelung“ und „Optimierte Netzplanung und Betrieb von Offshore-Systemen“. Für langfristige Fragestellungen hinsichtlich der Entwicklung im Offshore-Bereich und zur Handhabung der komplexen mathematischen Probleme, die sich in allen Dimensionen ergeben, wird das Projekt durch die weiteren beiden Untersuchungsschwerpunkte „Robuste marktbasierte Szenarioplanung unter Unsicherheit“ und „Mathematische Methoden und Verfahren“ abgerundet. In der Grafik am unteren Ende der Seite sind die genannten Untersuchungsschwerpunkte noch einmal dargestellt.

Aus den Schwerpunkten ergeben sich für das Projekt auf der nächsten Detaillierungsebene differenziert Forschungsfragen. Diese sind nachfolgend aufgelistet:

Untersuchungsschwerpunkt
„Anlagen- und Systemregelung“:

• Welche Anforderungen existieren bezüglich der Regelung von HGÜ-Umrichterstationen in Offshore-Netzen mit drehstromseitiger Vermaschung?
  
• Inwieweit sind die entwickelten Regelungskonzepte für eine regelzonenübergreifende Regelleistungsoptimierung im Rahmen des Netzregelverbunds geeignet?
  
• Welche Regelungskonzepte und Betriebsführungsstrategien sind für den drehstromseitigen parallelen und vermaschten Betrieb von unterschiedlichen HGÜ-Technologien notwendig und welche technischen Möglichkeiten und Grenzen ergeben sich aus einem solchen Betrieb?
  
• Welches ist der notwendige (Informations-) Austausch, der sich zwischen den verschiedenen Parteien innerhalb des (über ein HGÜ-System in der Nordsee gekoppelten) Verbundgebietes insbesondere hinsichtlich der Systemführung und Systemdienstleistungserbringung ergibt?

Untersuchungsschwerpunkt
„Optimierte Netzplanung und Betrieb von Offshore-Systemen“

• Welche Maßnahmen und Betriebsstrategien sind erforderlich, um die Potenziale des HGÜ-Offshore-Netzes und der Offshore-Windenergieanlagen (WEA) auszunutzen und wie sind diese in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht zu bewerten?
  
• Welches sind netzseitige Anforderungen, die sich in Bezug auf die Netzbetriebsführung sowie Netzplanung insbesondere von HGÜ-gekoppelten Netzgebieten und -schwerpunkten ergeben?

Untersuchungsschwerpunkt
„Robuste marktbasierte Szenarioplanung unter Unsicherheit“

• Wie können Unsicherheiten und Wechselwirkungen in Investitions- und Planungsmodellen berücksichtigt werden, um robuste Netzausbauentscheidungen zu treffen (insbesondere bei langfristigen Szenarien mit einem hohen Dekarbonisierungsgrad)?
  
• Wie können diese in mathematischen Optimierungsmodellen und Lösungsverfahren möglichst effizient (parallelisiert) behandelt werden?
  
• Inwiefern können und müssen technische und wirtschaftliche Fragestellungen gemeinsam modelliert und beantwortet werden, insbesondere in den Themengebieten Netzausbau und marktgetriebene Austauschleistungen zwischen Marktgebieten?
  
• Wie können immer größere Mengen an Offshore-Windenergieerzeugung durch die Nutzung neuer Konzepte (insb. des Parallelbetriebs) immer kosteneffizienter angebunden werden?
  
• Welche Skaleneffekte können Offshore für die Netzanbindung gehoben werden?

Untersuchungsschwerpunkt
„Mathematische Methoden und Verfahren“

• Wie können zeitreihenbasierte Optimierungsmodelle sinnvoll aggregiert werden, so dass wesentliche dynamische Problemaspekte hinreichend genau beschrieben und die resultierenden Modelle schneller gelöst werden können?
  
• Wie können Ausfallsicherheitsanforderungen geeignet mathematisch beschrieben und effizient lösbar in Netzplanungs-, Betriebsführungs- und Leistungsflussmodelle integriert werden?