Erweiterte Optimal Power Flow - Berechnung der Leistungsflüsse bei erzeuger- und verbraucherseitigen Flexibilitätspotenzialen

Inhalt:
Im Fokus der voranschreitenden Energiewende bei zunehmender Anzahl fluktuierender, dezentraler Erzeugung unterliegen Energiesysteme einer massiven Umstellung. Eine ressourcenschonende Bilanzierung der Leistungsflüsse ist durch eine Kombination von Erzeugungs- und Lastmanagementkonzepten zu realisieren. Einer Zusammenführung der beiden Konzepte sind aktuell Grenzen vorgegeben, wobei der Netzbetrieb auf Basis der Leistungsflussberechnung und der Optimal Power Flow - Berechnung in diesem Zusammenhang zu erwähnen ist. Bei beiden Berechnungsarten werden den Verbrauchern unveränderliche Leistungswerte zugewiesen. Dabei ist lediglich durch die Veränderung bzw. Optimierung der Leistungswerte der Erzeugungseinheiten ein Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch realisierbar. Für einen Einsatz von flexiblen Verbrauchern ist dies jedoch nicht ausreichend, da hierfür eine gleichzeitige Veränderung bzw. Optimierung der Leistungswerte der Erzeugungs- und Verbrauchseinheiten anzustreben ist. Durch diesen Beitrag wird eine Erweiterung des AC-Modells zur Lösung des Optimal Power Flow-Problems vorgestellt. Dadurch wird eine Berechnung der Leistungsflüsse bei gleichzeitiger Berücksichtigung von flexiblen Erzeuger- und Verbrauchereinheiten ermöglicht. Die erzielten Ergebnisse der stationären Berechnungen stellen optimierte Betriebszustände aller flexiblen Einheiten im Netz dar. Dabei soll eine Leistungsumverteilung als Funktion der nutzerabhängigen Flexibilitätsgrade simuliert werden. Als Ziel der Optimierung gelten eine Verlust- sowie eine Kostenminimierung. Der vorgestellte Optimierungsalgorithmus ist anhand eines realitätsnahen Mittelspannungsnetzes getestet und validiert worden.