Die Energiewende stellt Verteilnetze vor neue Herausforderungen: dezentrale Einspeisung erneuerbarer Energien, Elektrifizierung von Wärme und Mobilität, sowie die Integration marktlich agierender Speicheranlagen. Ungleichgewichte zwischen Erzeugung und Verbrauch erfordern vermehrt kostspielige Maßnahmen wie Redispatch, Regelleistung und Netzausbau, was zu steigenden Netzentgelten führt.
Das ZSW entwickelt und erprobt Lösungen für eine resiliente Netzführung.
Mit KI-basierten Modellen prognostizieren wir Netzzustände bis zu 72 h im Voraus, sodass Netzengpässe frühzeitig erkannt werden.
Flexible Verbraucher und Speicher können durch dynamische Leistungsbegrenzungen in Flexible Connection Agreements (FCAs) oder durch dynamische Netzentgelte netzneutral oder sogar netzdienlich eingebunden werden.
Verteilnetzbetreiber sind zentraler Akteur der Energiewende und stehen vor erheblichen Herausforderungen. Der starke Zubau in der weitgehend unbeobachteten Niederspannung erfordert den Ausbau von Messtechnik und regelbaren Ortsnetzstationen. Für einen sicheren Netzbetrieb müssen wetterabhängige Erzeuger, dynamisch tarifierende Haushalte und marktoptimierte Speicher prognostiziert werden.
Das ZSW unterstützt Verteilnetzbetreiber mit dem Prognosesystem GridSage. Es liefert hochauflösende Erzeugungs- und Lastprognosen und stellt diese automatisiert der Netzleitwarte zur Verfügung. Mit langjähriger KI-Erfahrung in Verteilnetzen schafft das ZSW mehr Netztransparenz durch:
Prognose-Tool für Netzbetreiber: GridSage
Hybridkraftwerke und Nachrüstung bestehender PV-Parks mit Batteriespeichern: PV-Parks
Flexible Netzanschlussvereinbarungen (FCAs) für Batteriespeicher (STRIVE)
Großbatterien werden zunehmend in Verteilnetzen angeschlossen, um Arbitrage an der Strombörse und Regelenergievermarktung zu betreiben. Marktoptimierte Lade-/Entladeprofile berücksichtigen jedoch keine physikalischen Transportkapazitäten und können lokale Netzengpässe verschärfen.
Mit flexiblen Netzanschlüssen erhalten Netzbetreiber die Möglichkeit, dem Speicherbetrieb dynamische, lokal und zeitlich begrenzte Wirkleistungsgrenzen vorzugeben. Am ZSW entwickeln und bewerten wir genau diese netzdienlichen Integrationslösungen für Batteriespeicher:
Im Rahmen von EnWG §14a Modul 3 können steuerbare Verbraucher bereits zeitvariable Netzentgelte auswählen. Die Bundesnetzagentur entwickelt im AgNes-Verfahren (gestartet Mitte 2025) die neue Netzentgeltsystematik ab 2029 weiter. Ein zentraler Vorschlag ist eine day-ahead veröffentlichte dynamische Netzentgeltkomponente, die auf aktuellen Wetter- und Börsenprognosen sowie der erwarteten lokalen Netzauslastung basiert. Damit lassen sich flexible Verbraucher wie Ladeinfrastruktur oder netzgekoppelte Speicher gezielt zu netzdienlichem Verhalten anregen.
Am ZSW bearbeiten wir die methodischen, technischen und regulatorischen Fragestellungen dynamischer Netzentgelte ganzheitlich:
Hochauflösende Netzauslastungsprognosen für das Verteilnetz: 72-h-Horizont in 15-min-Auflösung für Ortsnetzstationen
Berechnung dynamischer Netzentgelte: basierend auf der Netzauslastungsprognose
Wirksamkeitsanalyse: Quantitativer Vergleich zwischen statischen, zeit-variablen und dynamischen Netzentgelten hinsichtlich Engpassvermeidung
Preiselastizität und Reaktionsverhalten von Prosumern: Simulation und Laboruntersuchung des Verhaltens auf dynamische Netzentgelte
