Zeitschrift für Energiewirtschaft

, Volume 33, Issue 1, pp 14–22

Neue Anforderungen an optimierende Energiesystemmodelle für die Kraftwerkseinsatz- und Zubauplanung bei begrenzten Netzkapazitäten

  • Marco Groschke
  • Anke Eßer
  • Dominik Möst
  • Wolf Fichtner
Erzeugung

DOI: 10.1007/s12398-009-0002-4

Cite this article as:
Groschke, M., Eßer, A., Möst, D. et al. ZS Energ. Wirtsch. (2009) 33: 14. doi:10.1007/s12398-009-0002-4

Zusammenfassung

Veränderte energiewirtschaftliche Rahmenbedingungen führen zu neuen Anforderungen an optimierende Energiesystemmodelle. Für Deutschland zeigt sich, dass aufgrund der Liberalisierung, mit der unternehmensrechtlichen Trennung von Erzeugung und Netz, sowie aufgrund von ambitionierten Zielen zum Ausbau der Windenergie eine starke räumliche und strukturelle Verschiebung von Erzeugungskapazitäten stattfindet. Das hat zur Folge, dass die bisher gängige Modellierung der Regionen als Kupferplatten, d. h. ohne die Berücksichtigung von Netzrestriktionen, zu suboptimalen Ergebnissen führen kann.

In den meisten Energiesystemmodellen besteht die Möglichkeit Energieaustauschkapazitäten über Flussobergrenzen zwischen den Regionen zu beschränken. Diese Art der Modellierung vernachlässigt jedoch den tatsächlichen elektrischen Lastfluss. Für die Berücksichtigung weiterer technischer Eigenschaften der Elektrizitätsübertragung bieten sich verschiedene Verfahren an. Ausgehend von der bisher weit verbreiteten Modellierung über Flussobergrenzen werden verschiedene — aus technischen Modellen stammende — Ansätze vorgestellt und ihre Anwendungsmöglichkeiten in Energiesystemmodellen diskutiert. Insbesondere wird auf die Verwendung des AC-(Alternating Current), des DC- (Direct Current) und des PTDF- (Power Transfer Distribution Factors) Ansatzes eingegan-gen und erste praktische Erfahrungen vorgestellt.

Abstract

Recent changes in energy economic frameworks conditions lead to new requirements for energy systems models. Particularly in Germany, structural and locational changes in the power plant sector can be observed. Above all, this is due to the liberalisation process entailing the legal unbundling of system operators and generation companies as well as to the ambitious aims for the extension of wind energy. Consequently, modelling energy systems as single node systems, in which network constraints are neglected, can lead to suboptimal results.

Most energy systems models offer the possibility to limit interregional energy exchange capacities. However, these so-called transhipment models normally neglect the actual load flows. Yet, there are several possibilities to adequately consider the characteristics of power transmission. In this paper, the most popular approaches, which are used in particular technical applications, such as the AC- (Alternating Current), the DC- (Direct Current) and the PTDF- (Power Transfer Distribution Factors) approach are introduced and discussed with respect to their application in energy systems models. In addition, first experiences with their implementations are presented.

Copyright information

© Vieweg + Teubner | GWV Fachverlage GmbH 2009

Authors and Affiliations

  • Marco Groschke
  • Anke Eßer
    • 1
  • Dominik Möst
  • Wolf Fichtner
  1. 1.Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle ProduktionUniversität KarlsruheKarlsruheGermany