Forschungsprojekt MotiV

In Verteilnetzstudien wird modellbasiert der Netzausbau- und Investitionsbedarf im Zuge des Umbaus des Energieversorgungsystems untersucht. Die in den vergangenen Jahren durchgeführten Studien unterscheiden sich deutlich hinsichtlich methodischer Herangehensweise und Komplexität der Analysen. Dabei reichte das Spektrum von einer vereinfachten Ableitung auf Basis weniger Modellnetze mit Hochskalierung bis zu einer detaillierten Modellierung anhand einer großen Anzahl realer Netze und einer kleinräumigen Modellierung neuer Erzeuger und Verbraucher. Dabei steigt mit zunehmender Detaillierung der Aufwand für die Abbildung der Szenarien sowie der Netzmodellierung erheblich, sodass sich die Frage stellt, welche Modelltiefe tatsächlich erforderlich und sinnvoll ist, um belastbare Aussagen zum Netzausbaubedarf ableiten zu können. Diese Fragestellung soll im Rahmen der hier vorgestellten Projektidee untersucht werden. Die benötigte Modelltiefe soll in verschiedenen für Netzstudien relevanten Bereichen untersucht werden. Dazu gehören beispielsweise die Detaillierung und Umfang von Netzmodellen, die zeitlich-räumliche Abbildung von Erzeugern und Verbrauchern, einschließlich der Abbildung von Betriebsführung und Flexibilitäten und der Integration von Zeitreihen-Betrachtungen. Vor dem Hintergrund der in anderen Studien erhobenen umfassenden Datenbasis soll die oben beschriebene Fragestellung systematisch untersucht werden. Hier sollen sowohl die Szenarien wie auch für eine hohe Anzahl an realen Netzen der Ausbaubedarf für die Netzgebiete der Avacon Netz GmbH und der Bayernwerk Netz GmbH bestimmt werden und mit neu zu entwickelten Methoden optimiert und effizienter gestaltet werden. Die herauszustellende Besonderheit dieses Projektes liegt in der nutzbaren detaillierten Datenbasis (z. B. ca. 55.000 Niederspannungs-, ca. 440 Mittelspannungs- und 4 Hochspannungsnetze sowie die kompletten Lastprofildaten aller Netzkunden) der beteiligten Verteilungsnetzbetreiber. Der Datenumfang steht bereits durch Vorprojekte am Fraunhofer IEE aufbereitet zur Verfügung. Dies ist ein Alleinstellungsmerkmal, da derartig umfangreiche Daten (Big Data, ca. 3 Millionen Knoten) in keiner bekannten Netzstudie zur Verfügung standen. Zudem konnten durch Vorprojekte mit den beteiligten Verteilnetzbetreibern bereits im Rahmen von Netzanalysen (noch nicht im Rahmen von Netzplanung) diese umfangreichen Datenmengen prozessiert werden. Bei diesen Datenmengen ist eine automatisierte und parallelisierte Netzberechnung erforderlich. Vorarbeiten haben inzwischen einen Reifegrad erreicht (konkret: Netzplanungs- und Optimierungstool „pandapower“), mit welchem diese Aufgabe angegangen werden kann. Es ist also erstmalig möglich, die Zielsetzungen des Vorhabens zu adressieren, welche für die optimierte strategische Netzentwicklung im Rahmen der Energiewende von fundamentaler Bedeutung sind.

Ausgewählte Veröffentlichungen:

D. Mende, J. Schmiesing, J. Brantl, H. Wang, E. Mora, D. Geiger, C. Pape, S.R. Drauz, M. Majidi, M. Braun: 'Modelltiefe in Verteilnetzen: Szenariobasierte Evaluation des Analyseumfangs und Komplexitätsreduktion für Netzstudien', Tagung Zukünftige Stromnetze, Berlin, 2022. Angenommen, Veröffentlichung steht aus.