Das Verteilungsnetz ist das letzte Glied im Stromnetz und traditionell für die Verteilung elektrischer Energie zuständig. Mit der weit verbreiteten Integration verteilter erneuerbarer Energiequellen, dem Aufkommen verschiedener Lasten wie Elektrofahrzeugen und der Weiterentwicklung des Strommarktes unterliegt das Betriebsmodell des Verteilungsnetzes jedoch tiefgreifenden Veränderungen. Es entwickelt sich von einem traditionellen Endpunkt-Verteilungsnetzwerk zu einem modernen Verteilungsnetzwerk, das eine Interaktion zwischen Quelle, Netz, Last und Speicherung ermöglicht. Dieser Wandel spiegelt sich nicht nur in den Veränderungen der Stromflussmuster wider, sondern auch in der Integration von Stromfluss, Informationsfluss und Geschäftsfluss.

Änderungen im Betrieb des Vertriebsnetzes

Auswirkungen dezentraler erneuerbarer Energien

Die rasante Entwicklung der dezentralen Photovoltaik (PV) hat die traditionellen Betriebsmuster des Energiesystems erheblich verändert. Erstens wird mit der zunehmenden Verbreitung dezentraler Photovoltaik eine beträchtliche Menge elektrischer Energie in das Netz zurückgespeist, was zu Rückwärtsüberlastungen in lokalen Bereichen, Niederspannungsleitungen und sogar Haupttransformatoren in Umspannwerken führt. Zweitens hat die Entwicklung dezentraler Photovoltaik und steuerbarer Lasten wie Ladestationen die Lasteigenschaften des Stromsystems verändert und die Volatilität, Intermittenz und Zufälligkeit der Erzeugung erneuerbarer Energie erhöht. Diese Änderungen erhöhen die Schwierigkeit der Netzregulierung erheblich. Schließlich stellt der umfangreiche Einsatz von dezentraler PV, Ladestationen und Frequenzumwandlungsgeräten höhere Anforderungen an die Stromqualität und den sicheren, stabilen Betrieb des Verteilungsnetzes.

Die Rolle der Energiespeicherung bei Regulierung und Unterstützung

Energiespeicher spielen als entscheidende Regulierungsressource eine Schlüsselrolle bei der Anpassung und Unterstützung des Verteilungsnetzes. Es ist ein wichtiger Baustein für die Anpassung an die neuen Formen der Vertriebsnetze. Konkret spielt die Energiespeicherung in folgenden Bereichen eine wichtige Rolle:

Bewältigung der Herausforderungen der dezentralen Integration erneuerbarer Energien

1. Industrielle und gewerbliche nutzerseitige Energiespeicherung: Nutzung der Peak-Shaving- und Valley-Filling-Funktionen.

2. Verteilte Energiespeicherung an Verteilungsnetzknoten: Integration der Energiespeicherung in lokale Umspannwerke und Schaltanlagen.

3. Netzseitige Energiespeicherung: Installation von Energiespeichern in Umspannwerken in Lastzentren.

4. Neue Geschäftsmodelle: Erforschung von Mikronetzen und integrierten Photovoltaik-Speichersystemen, um die effiziente lokale Absorption verteilter erneuerbarer Energie zu erleichtern und so die Auswirkungen auf das Verteilungsnetz zu verringern.

Verbesserung der Anpassungsfähigkeit und Flexibilität des Vertriebsnetzes

Mit der Integration dezentraler erneuerbarer Energien und steuerbarer Lasten wie Ladestationen ist der Bedarf an Regulierung innerhalb des Verteilungsnetzes stark gestiegen und die Volatilität der Lasten sowohl über kurze als auch über lange Zeiträume hat zugenommen. Energiespeicher können mit ihren flexiblen Regulierungsmöglichkeiten eine freundliche Interaktion und einen effizienten Betrieb zwischen Quellen, Netzen, Lasten und Speichern ermöglichen. In Regionen mit knappen Stromversorgungskapazitäten kann der Aufbau integrierter Solarspeicher-Ladeprojekte sicherstellen, dass Ladestationen den Speicher im Leerlauf aufladen und gespeicherte Energie entladen, um Lücken beim Laden von Elektrofahrzeugen zu schließen. Darüber hinaus können Elektrofahrzeuge mit zunehmender Verbreitung durch die Vehicle-to-Grid-Technologie (V2G) eine regulatorische Rolle im Verteilungsnetz spielen.

Bereitstellung von Betriebssicherheit für das Vertriebsnetz

Energiespeichersysteme verfügen über eine schnelle Reaktionsfähigkeit im Millisekundenbereich, bieten schnelle Unterstützung bei Spannungs- und Frequenzabfällen im Verteilungsnetz und erhöhen so die Zuverlässigkeit der Stromversorgung. Darüber hinaus kann der Energiespeicher im Spannungsquellenmodus betrieben werden und die Übergangsstabilität unterstützen, wodurch die Robustheit des Verteilungsnetzes gestärkt wird.

Teilnahme am Strommarkt und Bereitstellung von Nebendienstleistungen

Mit der Weiterentwicklung des Strommarktes und der schrittweisen Etablierung von Markt- und Gewinnmechanismen können zukünftige verbraucherseitige Energiespeichersysteme bei geeigneten Mess- und Versandbedingungen eigenständig am Strommarkt teilnehmen. Sie können auch Hilfsdienstleistungen wie Spitzenausgleich, Frequenzregulierung und Spannungsregulierung durch virtuelle Kraftwerke anbieten und so das Verteilungsnetz unterstützen.

Zukünftige Entwicklung von Vertriebsnetzen

Energiespeicher sind eine Schlüsseltechnologie für die flexible, intelligente und digitale Transformation von Verteilnetzen. Durch die Integration großflächig verteilter erneuerbarer Energiequellen und steuerbarer Lasten wie Ladestationen kann ein Verteilungsnetz aufgebaut werden, das eine Interaktion zwischen Quelle, Netz, Last und Speicherung ermöglicht. Dies wird die Aufnahme erneuerbarer Energien und die effiziente Ressourcenallokation wirksam fördern. Diese Integration verbessert nicht nur die Gesamteffizienz und Zuverlässigkeit des Stromsystems, sondern schafft auch eine solide Grundlage für die Optimierung zukünftiger Energiestrukturen und die Sicherstellung einer gesunden Entwicklung des Strommarktes.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich das Verteilungsnetz von einer traditionellen Stromverteilungsrolle zu einem modernen, multifunktionalen Stromsystemknotenpunkt wandelt. Der Einsatz der Energiespeichertechnologie wird bei diesem Wandel eine unverzichtbare Rolle spielen und das Verteilungsnetz in eine intelligentere, effizientere und nachhaltigere Zukunft führen.