Smart Markets für regionale Systemdienstleistungen: Entwicklung eines Marktdesigns - Sophia Kraft (Universität Leipzig, Institut für Infrastruktur und Ressourcenmanagement (IIRM), 2018)
Die Energiewende in Deutschland bringt große Veränderungen im Stromversorgungssystem mit sich. Auf der einen Seite wächst der Anteil erneuerbarer Energien, insbesondere im Verteilnetz. Auf der anderen Seite verlagern sich Verbrauchsschwerpunkte, beispielsweise durch Elektromobilität. Aufgrund von Einspeise- und Lastspitzen verschärfen sich lokale kritische Netzsituationen und der Bedarf an Systemflexibilität steigt. Gleichzeitig werden konventionelle Kraftwerke von den Erneuerbare-Energien-Anlagen zunehmend vom Netz verdrängt. Folglich können sie nicht mehr wie gewohnt die zur Systemstabilität notwendigen Systemdienstleistungen bereitstellen. Aus diesem Grund bedarf es in Zukunft zur Gewährleistung einer sicheren und stabilen Stromversorgung neuer Rahmenbedingungen hinsichtlich der vier Systemdienstleistungen: Frequenzhaltung, Spannungshaltung, Versorgungswiederaufbau und Betriebsführung. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Frage zu klären, wie ein Smart Market-Konzept ausgestaltet sein muss, damit zur Aufrechterhaltung eines sicheren Stromversorgungssystems Anreize für netzdienliches Verhalten von regionalen Anbietern von Systemdienstleistungen gesetzt werden. Die Arbeit zeigt durch ihre Analyse, dass der Bedarf an Systemdienstleistungen insgesamt zunehmen wird. Dieser Bedarf kann zukünftig technisch durch eine alternative Anbieterstruktur gedeckt werden. Für die erforderliche Koordination zwischen Netz und Markt wird das Smart Market-Modell "Flexibilitätsplattform" entworfen. Auf Basis einer vollständig digitalisierten Netzinfrastruktur können über diese Webplattform netzdienliche Flexibilitäten - insbesondere aus unteren Spannungsebenen - bei absehbaren kritischen Netzsituationen gehandelt werden. – – The German Energiewende (energy transition) causes major changes in power supply structures. On the one hand, the share of renewable energy is increasing, especially in the distribution grids. On the other hand, consumption patterns are shifting, e.g. through electromobility. Due to feed-in peaks and peak loads, local grid situations become critical and show a growing demand for system flexibility. At the same time, renewable energy plants progressively replace conventional power plants, which so far mainly ensure a stable grid operation by providing ancillary service products. To secure system stability in the long run, a new framework is required that comprises the four ancillary services: frequency control, voltage control, system restoration and system control. The objective of this work is to design a Smart Market concept that raises incentives for regional providers of ancillary services to enhance network flexibility. The analysis indicates a growing demand for ancillary service products. An alternative supplier structure can technically address this demand. Regarding the necessary coordination between grid and market, the Smart Market model "Flexibility Platform" is designed. On the basis of a fully digitalized network infrastructure, network flexibility - in particular from lower voltage levels - can be traded via this web platform to absorb foreseeable critical grid situations.
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