Vor einigen Tagen hatte Dr. Klaus-Dieter Humpich im Satieremagazin Die Freie Welt einen Beitrag zur Netzintegration des Stroms aus Windkraft veröffentlicht. Viel Text kombiniert mit Vereinfachung und wenig Zahlen, machen es dem Leser schwer den Wechsel zwischen den verschiedenen Stilmitteln der Satire zu erkennen (vergl. Aufbau einer Satire bei Magic-Point).

Selbst ist der Forscher, wenn er zum Beispiel eine Datenbank mit den Betriebszuständen des Stromnetzes verwendet. In einer Datenbank mit Stunden Szenarien werden alle relevanten Werte des Stromnetzes für jede Stunde festgehalten und können zur Überprüfung von Hypothesen verwendet werden. Kommt es zu mehr Redispatches bei starker Windkraft-Einspeisung? Wird auf Reservekraftwerke zurückgegriffen in einer Flautenacht?

Für diesen Beitrag wird der aktuelle Dump der Datenbank von grid.stromhaltig verwendet. Bei diesem Dump handelt es sich um eine CSV-Datei, die zur einfachen Verwendung in Analyse-Tools vorbereitet ist. Es sind 186 Parameter für jeden Stundenwert enthalten. Die CSV-Datei kann hier erworben und runtergeladen werden – ein kostenfreier Bezug ist per telefonische Anfrage möglich (Rufnummer s.h. Impressum).

Hypothese: Verstopfte Leitung durch Windstrom

Mittlere Arbeit Redispatch zu Einspeisesoll Windkraft (Quelle: Datenbank Stundenszenarien grid.stromhaltig)
Mittlere Arbeit Redispatch zu Einspeisesoll Windkraft (Quelle: Datenbank Stundenszenarien grid.stromhaltig)

Auf der Satirewebseite steht die eigentlich richtige Annahme, dass Leitungen nur eine begrenzte Strommenge aufnehmen können und bei Überschreitung auf der einen Seite abgeregelt – auf der anderen Seite zugeregelt werden muss. Dieser Vorgang wird auch als Redispatch bezeichnet. In der Auswertung der Stundenszenarien suchen wir eine Stunde, bei der es keinen Redispatch gab (Mittlere Leistung=0 MW) und möglichst hohe Einspeisung von Windstrom. Wir werden am 05.05.2015 um 04:00 Uhr fündig. Zur Auswertung wurde das „Soll“ und nicht das ebenfalls vorhandene „Ist“ verwendet, da ein Redispatch eine Anweisung/Anforderung durch die Übertragungsnetzbetreiber ist, die auf Basis der Prognose geschieht und nicht auf Basis der tatsächlich vorhandenen Werte.

Wir lernen…

Bis zu einer Einspeisung von 10891 MW Windkraft in Deutschland werden keine Redispatches in Deutschland benötigt.

Doch wie sieht es darüber hinaus aus? Kommt es zwingend zu einem Redispatch, wenn zu einem Zeitpunkt mehr als 18.000 MW an Windstrom in das Netz eingespeist werden?

In der Grafik gut erkennbar sind die 3 Zeitpunkte, an denen dies vorhanden gewesen ist:

Datum Uhrzeit Wind Soll
12.01.2015 12:00 18326 MW
31.03.2015 21:00 19680 MW
01.04.2015 10:00 20517 MW

Alle diese 3 Ereignisse haben mit unter 200MW mittlere Leistung eine sehr geringe Redispatch Menge. Bei einem Blick auf die betroffenen Kraftwerke, handelt es sich um die üblichen Braunkohlekraftwerke, die hier im Blog schon öfters im Fokus standen: Jänschwalde, Schkopau, Schwarze Pumpe.

Redispatch Szenarien - Jänschwalde
Redispatch Szenarien – Jänschwalde

Die Y-Achse gibt den Anteil des Stroms an, der an private Haushalte geliefert wird (Beispiel: 25%). Die X-Achse die MW Stunden, die per Redispatch am Kraftwerk Jänschwalde reduziert wurden.  Es fällt auf, dass bei einem höheren Anteil des sogenannten Profilstroms (H0) die Wahrscheinlichkeit eines Redispatches für dieses Kraftwerk zunimmt.

Erklären lässt sich dies auch, da der H0-Profilstrom normaler Haushaltskunden nicht an der SPOT-Börse gehandelt wird. D.h. diese Strommenge bekommt fast kein Preissignal durch die kurzfristige Marktsituation. Bei einer hohen Einspeisung von Windstrom, wird dieser zum Beispiel in der Direkvermarktung kurzfristig gehandelt. Industriekunden, oder Kunden mit einem Jahresstromverbrauch von mehr als 100.000 KWh können ihren Bedarf anpassen. Ein Teil des Großhandels kann damit bereits heute beitragen, dass es weniger Eingriffe bedarf. An verlängerten Wochenenden (Ostern, Weihnachten), steigt jedoch der Anteil des Strombedarf der H0-Profilkunden, die nicht auf Preissignale reagieren können.

Wir lernen…

Die unflexiblen Haushaltsstrompreise sind nicht geeignet, um eine Überkapazität von Braunkohlestrom günstig abzubilden.

Ausblick: Szenarien von Kraftwerken

Was hier nur als kleiner Vorgeschmack visuell gezeigt wurde, lässt sich auf Basis der Stundenszenarien auch automatisch erzeugen. Das Analysewerkzeug WEKA der Universität Waikato ist für die Szenarienentwicklung in der Energiebranche eigentlich das flexibelste Werkzeug. Die  Datenbank von grid.stromhaltig lässt sich darin vollständig verwenden und wurde bereits hinsichtlich der Datenbereinigung entsprechend angepasst. In einem kommenden Beitrag soll entwickelt werden, welche Bedeutung (Nutzen?) bestimmte Kraftwerke für das Stromnetz haben. Eingesetzt wird der Algorithmus CfsSubsetEval von WEKA, mit dem ermittelt wird welche Möglichkeit ein Attribut hat, das Ergebnis eines anderen Attributes zu bestimmen.

Das wichtigste Attribut steht jeweils als höchstes.

Beispiel Irsching (Redispatches):

 redispatch_target_Statkraft KW-Pool
 redispatch_target_Kiel
 redispatch_target_Kraftwerk Mainz Wiesbaden
 redispatch_target_Netzreservekraftwerk KMW 2

Beispiel Kraftwerk Kiel (Redispatches):

 hour_of_day
 day_of_week
 wind_share_ist
 wind_share_soll
 ee_share_ist
 ee_share_soll

Beispiel Rheindamp-Kraftwerk Karlsruhe (Redispatches)

 hour_of_day
 day_of_week
 pv_share_ist
 redispatch_target_Kraftwerk Lippendorf
Den Beitrag "Stunden Szenarien für das Stromnetz - Eine Einführung offline Lesen:

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