Abschlussbericht zum Verbundvorhaben SpaZiel - Spannungsebenenübergreifende optimierte und automatisierte Zielnetzplanung von Verteilungsnetzen

Abstract

Durch den Zuwachs von Erzeugungs- und Verbrauchsanlagen im Rahmen der Energiewende wird eine tiefgreifende Transformation der elektrischen Netze erforderlich. Dabei verändern sich nicht nur die Randbedingungen und Zukunftsszenarien immer schneller, auch die klassische Spannungsbandaufteilung zwischen der Nieder- und Mittelspannungsebene gerät an ihre Grenzen. Um mit Zielnetzplanungen auf die schnelleren Änderungen zu reagieren und eine flexiblere Spannungsbandaufteilung zu erreichen, wurde im Vorhaben eine Methode und ein Software-Prototyp zur spannungsebenenübergreifenden automatisierten Zielnetzplanung entwickelt. Dabei wurden konventionelle (insbesondere Leitungstausch) und innovative (rONT, Last- und Einspeisemanagement, Blindleistungsmanagement, Ortsnetzstationsplatzierung und Trennstellenoptimierung) Planungsansätze berücksichtigt und integriert. Mit Hilfe des Software-Prototyps wurde die Methode auf 8 Mittelspannungsnetzgebiete assoziierter Partner mit ihren jeweiligen unterlagerten Niederspannungsnetzen angewendet. Hierbei zeigt die spannungsebenenübergreifende automatisierte Zielnetzplanung Einsparpotenziale von ca. 5 % bis ca. 36 % im Vergleich zu einem spannungsebenenseparaten automatisierten Ansatz. Weitere Einsparpotenziale konnten für einzelne Netze insbesondere durch Einsatz eines regelbaren Ortsnetztransformators aufgezeigt werden. Insgesamt lässt sich nachweisen, dass der spannungsebenenübergreifende Ansatz Einsparpotenzial insbesondere durch optimierte Aufteilung des Spannungsbandes zwischen den Ebenen erreicht.

The growth in electric energy generation and consumption as part of the energy transition is necessitating a profound transformation of the electrical networks. Not only are the boundary conditions and future scenarios changing ever more rapidly, but the traditional voltage band distribution between the low and medium voltage levels is also reaching its limits. In order to respond to the faster changes with strategic network planning and to achieve a more flexible voltage band distribution, the project developed a method and a software prototype for automated strategic network planning across voltage levels. Conventional (especially line replacement) and innovative (on-load tap changer, load and feed-in management, reactive power management, local network station placement and separation point optimisation) planning approaches were taken into account and integrated. With the help of the software prototype, the method was applied to eight medium-voltage network areas of associated partners with their respective subordinate low-voltage networks. Here, automated strategic network planning across voltage levels shows savings potential of approximately 5% to approximately 36% compared to an automated approach with separate voltage levels. Further savings potential could be demonstrated for individual networks, in particular through the use of transformers with on-load tap changer. Overall the cross-voltage-level approach shows a savings potential in all considered networks, in particular through optimised distribution of the voltage band between the levels.