Multidimensionales Verfahren zur Bestimmung des Regelleistungsbedarfes unter Berücksichtigung von Unsicherheiten

In der elektrischen Energieversorgung muss zu jeder Zeit ein Leistungsgleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch herrschen. Um dieser Forderung gerecht zu werden, wird Reserveleistung vorgehalten, die im Bedarfsfall Kraftwerksausfälle oder Abweichungen von Prognosen ausgleichen kann. Die notwendige Zuverlässigkeit ist hierüber gewährleistet. Die Vorhaltung der Reserveleistung ist sehr kostenintensiv für die verantwortlichen Übertragungsnetzbetreiber, die diese Ausgaben an die Netznutzer weiterreichen. Bedingt durch das entstehende Spannungsfeld zwischen Systemstabilität und Wirtschaftlichkeit ist eine möglichst genaue Prognose des Bedarfs an Reserveleistung erforderlich. Der Bedarf einer Regelzone hängt im Wesentlichen von den Prognosefehlern ab, deren angegebene Höhe in der Literatur großen Schwankungen unterliegt. Bisherige Berechnungsverfahren bilden diese Unsicherheiten über Variationsrechnungen ab.

In diesem Artikel wird eine Erweiterung für das derzeit übliche, faltungsbasierte Verfahren vorgestellt, bei der Intervalle zur Modellierung dieser Schwankungen genutzt werden. Unter der Voraussetzung der statistischen Unabhängigkeit wird jeder variierten Größe eine Dimension zugewiesen, damit die Einflüsse der einzelnen Größen untersucht werden können. Mehrdimensionale Ergebnismatrizen sind nicht im Gesamten darstellbar, weshalb zwei ausgewählte Darstellungsmöglichkeiten präsentiert werden, die gemeinsam eine umfangreiche Analyse der Einflüsse einzelner Eingangsgrößen auf den Reserveleistungsbedarf ermöglichen. Zusätzlich werden Verteilungsfunktionen auf den Intervallen angenommen, aus denen Wahrscheinlichkeitsdichten für die einzelnen Reserveleistungsprodukte berechnet werden.

Abschließend wird der Regelleistungsbedarf des zukünftigen deutschen Übertragungsnetzes auf Basis von Prognosen des Kraftwerksparks und der installierten Leistungen regenerativer Erzeuger für die Jahre 2020, 2030 und 2040 bestimmt. Einflüsse und Abhängigkeiten werden durch die Erweiterungen des Verfahrens identifiziert.