Demand side management of industrial loads in active distribution networks

Diese Dissertation präsentiert Algorithmen und Methoden für Anwendungen des Demand Side Management (DSM) mit besonderem Schwerpunkt auf der Rolle aktiver Verteilernetze (ADN) bei der Erleichterung des Stromnetzbetriebs im Zusammenhang mit einem erheblichen Anteil dezentraler erneuerbarer Energiequellen. Die Dissertation nutzt das DSM-Konzept zur Entwicklung von Algorithmen, die darauf abzielen, die Netzbedingungen durch Glättung der Restnachfrage auf Verteilerebene sowie durch Aggregation der Flexibilitätspotenziale im Verteilernetz zu verbessern. Diese Aggregation ermöglicht es den ADN, die Verantwortung für den Ausgleich mit dem übergeordneten Netzbetreiber, dem Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB), zu teilen.

Darüber hinaus ermöglicht die Aggregation der industriellen Flexibilität zusammen mit anderen verteilten Ressourcen wie Speichern und erneuerbaren Energiequellen die Bildung eines virtuellen Industriekraftwerks. Diese Konfiguration optimiert die Restnachfrage, um die Netzbedingungen zu verbessern oder die Energiekosten zu senken, wobei der Schwerpunkt auf der Reaktion auf Spotmarktsignale liegt.

In der vorliegenden Dissertation wird eine Methodik vorgeschlagen, die auf der gemeinsamen Verantwortung für die Bilanzierung zwischen dem Verteilernetzbetreiber und dem Übertragungsnetzbetreiber basiert. Bei diesem Modell fungiert jeder Verteilernetzbetreiber als ausgleichsverantwortliche Einheit gegenüber dem Übertragungsnetzbetreiber, und innerhalb jedes ADN kann jede flexible Ressource als teilausgleichsverantwortliche Einheit fungieren, die als virtuelle Kraftwerke arbeitet. Die Einführung von industriellen virtuellen Kraftwerken nutzt die industrielle Flexibilität zusammen mit anderen verteilten Ressourcen, um die Stromübertragung zu minimieren und das Konzept der lokalen Erzeugung und des lokalen Verbrauchs zu verbessern.

Die Arbeit beschreibt außerdem die spezifischen Flexibilitätspotenziale einer Flaschenproduktions- und Getränkeabfüllanlage durch die Bestimmung realisierbarer Betriebspunkte für Produktionseinheiten durch Messung und für Produktionslinien durch Berechnung. Jeder Algorithmus, jedes Rahmenwerk und jede Methodik wird sorgfältig detailliert, simuliert und die Ergebnisse werden präsentiert, um die praktischen Anwendungen und Vorteile der vorgeschlagenen Ansätze in realen Umgebungen zu demonstrieren.