AP 2.2 – Risikomanagement und Zuverlässigkeitsmodellierung

Zielsetzung

Die Stromeinspeisung durch dezentrale, erneuerbare Energieerzeugungsanlagen ist hoch volatil und nicht genau prognostizierbar; im zukünftigen Energieversorgungssystem spielen sie eine immer größere Rolle und übernehmen zunehmend Aufgaben von konventionellen Kraftwerken. Dazu zählt auch die Vorhaltung von Systemdienstleistungen (SDL) wie beispielsweise Primärregelleistung. Diese Systemdienstleistung ist essentiell für den Netzbetrieb und die Stabilität des Energieversorgungssystems, da mit ihrer Hilfe kurzfristige und unvorhergesehene Ungleichgewichte zwischen Erzeugung und Verbrauch ausgeglichen werden können. Zu diesem Zweck muss die Primärregelleistung ständig verfügbar und abrufbar sein. Damit Verbünde dezentraler Erzeugungsanlagen (Siehe AP 2.1) Systemdienstleistungen zuverlässig vorhalten und erbringen können, wird in AP 2.2 eine Methodik entwickelt, mit der dezentrale Verbünde dahingehend bewertet werden können, wie zuverlässig sie Systemdienstleistungen vorhalten. Dabei werden insbesondere Prognosen und Prognosefehler einzelner Anlagen sowie Abhängigkeiten zwischen Erzeugungsanlagen berücksichtigt. Daraus lassen sich Anforderungen an die Verbundbildung ableiten.

Methodik

Als Ausgangspunkt wurden zur Begriffsklärung Definitionen und Konzepte aus verschiedenen Domänen recherchiert. Auf Basis dessen wurde ein Zuverlässigkeitsbegriff für die Vorhaltung von SDL durch dezentrale Verbünde definiert. Im Anschluss daran wurden die Einflussfaktoren identifiziert, die die Vorhaltung von SDL beeinträchtigen und die im Rahmen einer Zuverlässigkeitsbewertung berücksichtigt werden müssen. Darauf aufbauend wurde ein hierarchisches Modell entwickelt, um einen Verbund - unter Berücksichtigung der Einflussfaktoren - hinsichtlich seiner Zuverlässigkeit zu bewerten (siehe Abbbildung 1).

Hierarchisches Modell zur Zuverlässigkeitsbewertung mit Bewertungskomponenten

Abbildung 1: Hierarchisches Modell zur Zuverlässigkeitsbewertung mit Bewertungskomponenten

Zur Entwicklung der einzelnen Komponenten des Modells wurden geeignete Methoden recherchiert, adaptiert und erweitert. Insgesamt ergibt sich ein Zuverlässigkeitswert für einen Verbund. Über geeignete statistische Methoden lässt sich die Güte der einzelnen Komponenten und somit der Gesamtmethodik bewerten.

Daran anschließend kann eine Risikobewertung für die Vorhaltung von SDL durch dezentrale Verbünde erfolgen. Diese Risikobewertung kann ebenfalls eingesetzt werden, um den Einfluss der Zuverlässigkeitsbewertung auf die Güte von SDL-Verbünden zu evaluieren.

Ergebnisse

Hauptresultat des AP2.2 ist eine prototypische Implementierung einer Zuverlässigkeitsbewertung dezentraler Verbünde bezüglich der Vorhaltung von Primärregelleistung. Als Zwischenergebnisse liegen die einzelnen Komponenten der Bewertungsmethodik vor. Die Bewertung basierend auf der entwickelten Methodik geht in die Verbundbildung von AP 2.1 ein, um auf diese Weise zuverlässige Verbünde zu bilden. Durch die Risikobewertung kann ermittelt werden, welche Anforderungen in einem Verbund (bspw. Zusammensetzung des Basisverbundes, Lebesspanne eines Verbundes) erfüllt sein müssen. Darüber hinaus kann abgeleitet werden, welche Mindestzuverlässigkeit eingehalten werden muss und was eine sinnvolle Mindestmenge vorzuhaltender Leistung sinnvoll ist.

Publikationen

Ansprechpartner

Dr. Sebastian Lehnhoff
sebastian.lehnhoff@offis.de
Marita Blank
marita.blank@uni-oldenburg.de