Dezentrale Lastmanagement-Strategien und deren Auswirkung auf die zukünftige Netzbelastung in München
Durch Ladevorgänge von Elektrofahrzeugen können für Netzanschlussnehmer erhöhte Netzentgelte und Netzanschlussgebühren resultieren. Zur Reduktion dieser Kosten bieten verschiedene Ladesäulen- und Wallbox-Hersteller ihren Kunden individuelle Lastmanagementlösungen an. Es stellt sich die Frage, ob solche dezentral gesteuerten Lastmanagementlösungen auch zur Reduktion der Netzbelastung im jeweiligen Verteilnetz beitragen können und somit eine Alternative zur kontrovers diskutierten Spitzenlastkappung entsprechend § 14a des Energiewirtschaftsgesetzes darstellen. Dieser Frage geht die Veröffentlichung nach, welche vom 25. bis 26. Januar 2022 bei der Tagung „Zukünftige Stromnetze“ im Rahmen eines Posterbeitrags präsentiert wurde und in diesem Beitrag kurz vorgestellt werden soll.
In der Untersuchung wurden die Lastmanagementstrategien „statisches“ und „dynamisches Lastmanagement“ eingeführt und mit einer optimierten Ladestrategie verglichen. Alle drei Strategien wurden in das Verteilnetz- und Energiesystemmodell „GridSim“ implementiert. Aufbauend auf vorherigen Untersuchungen zu aktuellen und zukünftigen Verteilnetzbelastungen in München wurde simulativ untersucht, welchen Einfluss dezentrale Lastmanagementstrategien auf die resultierende Netzbelastungen haben. Abbildung 1 zeigt die Leistungsspitze für das untersuchte Netzgebiet „Pasing“ (suburbanes Netzgebiet) für die verschiedenen, untersuchten Lastmanagementstrategien und Szenarien. Die Verteilung der verschiedenen Komponenten (PV, PtH-Anlagen, usw.) erfolgte entsprechend Prognosen und detaillierter Regionalisierung für das Projektionsjahr 2030. Die Abbildung verdeutlicht, welchen Anteil die einzelnen Komponenten auf die Leistungsspitze haben. In den Simulationen wurden die folgenden zwei Szenarien zur Fahrzeugverteilung berücksichtigt und mit den bereits genannten Lastmanagementstrategien kombiniert.
- Referenz-Szenario (Ref): Auf München regionalisiertes Elektrofahrzeugszenario (10 Mio. Elektrofahrzeuge in Deutschland) in Anlehnung an das zum Projektstart aktuelle Ziel der Bundesregierung bis 2030
- Extrem-Szenario (Ext): Auf München regionalisiertes Elektrofahrzeugszenario (20 Mio. Elektrofahrzeuge in Deutschland)
Es zeigt sich, dass die Leistungsspitze auf Netzebene durch die Lastmanagementstrategien im Vergleich zum ungesteuerten Laden nur geringfügig verringert wird. Statisches Lastmanagement erzielt dabei den größten Effekt. Auf Ebene der Hausanschlüsse werden Leistungsspitzen jedoch deutlich reduziert. Dabei erweist sich dynamisches Lastmanagement als am effektivsten. Die Analysen zeigen, dass die Leistungsspitzen der Hausanschlüsse meist nicht zeitgleich mit den Leistungsspitzen des Netzes auftreten und dass die Netzbelastung durch dezentrales Lastmanagement auf Hausanschlussebene hierdurch nur sehr marginal reduziert wird. Aus dem Blickwinkel des Verteilnetzes sind diese Lastmanagement-Strategien nur bedingt sinnvoll. Durch den Einsatz eines zentralen Lastmanagementsystems werden gravierendere Auswirkungen hinsichtlich der Reduktion bzw. Begrenzung der Belastung durch Elektrofahrzeuge erwartet.
Der hier vorgestellte Konferenzbeitrag entstand im Projekt „München elektrisiert“ (Me). Im Rahmen des Projekts Me untersucht die FfE die aktuelle und zukünftige resultierende Netzbelastung durch Simulationen mit dem Stromnetz und Energiesystemmodell „GridSim“. Dieses Paper schließt die mittlerweile dreiteilige „Beitragsreihe“ des Projekts bei der Tagung „Zukünftige Stromnetze“ ab. Über die vergangenen Projektjahre wurden Einblicke in Modellierung und Simulation von Status Quo und Zukunftsszenarien der Elektromobilität sowie deren Auswirkung auf die Belastung im Verteilnetz gegeben. Neben diesem Beitrag war die FfE mit einem weiteren Beitrag an der Tagung zukünftige Stromnetze vertreten.
