ENTWICKLUNG UND VERIFIKATION EINES STOCHASTISCHEN VERBRAUCHERLASTMODELLS FÜR HAUSHALTE

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1 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik 16. Februar Symposium Energieinnovation in Graz Intelligente Lösungen für die Energiewende Session F Energieeffizienz in Haushalten ENTWICKLUNG UND VERIFIKATION EINES STOCHASTISCHEN VERBRAUCHERLASTMODELLS FÜR HAUSHALTE Dipl.-Ing. Peter Esslinger Fachgebiet

2 Inhalt Problematik Wachsende Anzahl dezentraler Einspeiser Zunehmender Kostendruck Lastmodellierung von Haushalten Abschätzung der Maximallast VDEW Standard-Lastprofile Probabilistisches Lastmodell für Haushalte Nachbildung mittels Verteilungsfunktion Generierung synthetischer Lastprofile Bewertung des Lastmodells Zusammenfassung 2

3 Problematik 3

4 Beispiel: Photovoltaik in Deutschland Energiebereitstellung [GWh] installierte Leistung [MW p ] MW P [GWh] [ MW P ] Quelle: BMU Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); Stand: Juli

5 70 GW 60 GW Beispiel: Photovoltaik in Deutschland Prognose für 2020: GW p PV in deutschen Netzen 50 GW: BMU: Langfristszenarien für den Ausbau der Erneuerbaren Energien (2010) 70 GW: Roland Berger: Wegweiser Solarwirtschaft - PV-Roadmap 2020 (2010) 50 GW 40 GW 30 GW 20 GW 10 GW 0 GW

6 Warum ein probabilistisches Lastmodell für Haushalte? Zunehmende dezentrale Einspeisung in Niederspannungsnetze (Photovoltaik) Steigender Kostendruck bei Netzbetreibern (Anreizregulierung) Mehr und genauere Informationen zur Optimierung des Netzbetriebs nötig Netztopologie Betriebsmittel Verbraucher 6

7 Lastmodellierung von Haushalten 7

8 Schätzung der Maximallast Abschätzung mit Gleichzeitigkeitsfaktor g g = 0,06 0,07 für vollelektrifizierte Haushalte (ohne Elektroheizung) Hinreichend zur Auslegung der Netze bezüglich des Starklastfalls 8

9 Exkurs: Änderung der Netzbelastung Bisher: Energiefluss zum Verbraucher mit geringer Gleichzeitigkeit Änderungen durch Photovoltaik: Oft in Verbindung mit Schwachlast Dezentrale Einspeisung mit hoher Gleichzeitigkeit Bezug Einspeisung Quelle: Dipl.- Ing. R. Pardatscher, 9

10 VDEW Standardlastprofile 10

11 Probabilistisches Lastmodell für Haushalte 11

12 Einteilung in Verbraucherklassen und typische Haushaltsgrößen Anteil der Haushaltsverbraucher am Gesamtverbrauch 2010 in D Haushaltsgrößen und deren durchschnittlicher Energieverbrauch pro Jahr 2010 in D Quelle: BDEW, Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft

13 Nachbildung des Lastverlaufs mit einer Verteilungsfunktion Individueller Lastgang für jede Verbraucherklasse Gamma-Verteilung: Parameter der Verteilungsfunktion leicht aus Erwartungswert und Standardabweichung zu berechnen Parameter aus öffentlich zugänglichen Statistiken (BDEW, Destatis, ) 13

14 Generierung synthetischer Lastgänge Daten zum Netztyp Datum Anzahl der Haushalte Generierung der Lastgänge für jeden Haushalt und jede Verbraucherklasse Aufsummieren Probabilistische Lastgänge 14

15 Simulations-Tool 15

16 Bewertung des Lastmodells 16

17 Durchschnittliche Leistung je Haushalt - Vergleichmäßigung 17

18 Vergleich mit Gleichzeitigkeitsgrad 18

19 Zusammenfassung 19

20 Probabilistisches Lastmodell Wichtiges Werkzeug zur Planung und Optimierung von Niederspannungsnetzen Große Flexibilität durch bottom-up Ansatz Verschiedene Verbraucherklassen werden individuell betrachtet Berücksichtigung des jeweiligen Netztyps (Land, Dorf, Vorstadt, usw.) Lastgänge für eine Vielzahl denkbarer Situationen Hohe zeitlich Auflösung von einer Minute (auch noch kleinere Zeitschritte möglich) Aussagen zum zukünftigen Lastverhalten durch Prognosen zum zukünftigen Nutzerverhalten, zu den Geräteeigenschaften und der Durchdringung 20

21 Fachgebiet Fakultät für Elektrotechnik Elektrische Energieversorgungsnetze und Informationstechnik Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Dipl.-Ing. Peter Esslinger Fachgebiet Arcisstraße 21, München, Deutschland Tel.: Fax: Web: