TSO-DSO: Zukünftige Aufgaben und Rollen der Übertragungs- und Verteilnetzbetreiber

Abstract

Die vorliegende Studie ist eine qualitative und quantitative Analyse der heutigen und zukünftigen Interaktion zwischen Übertragungsnetzbetreibern (ÜNB, TSO, Swissgrid) und den Verteilnetzbetreibern (VNB, DSO, z.B. EWZ) der Schweiz. Ausgangspunkt bildet eine Bestandsaufnahme der aktuellen Organisationsstruktur des Netzbetriebes. Auf Basis einer Literaturrecherche wird die Situation durch Interviews mit den Projektpartnern und anderen Netzakteuren der Schweiz erfasst. Dabei fliessen auch deren individuelle Aufgaben und Ziele als Randbedingungen in die Untersuchung ein. Die Interviews erfassen das Thema Interaktion zwischen TSO und DSOs in der Breite mit allen Themen vom Engpassmanagement, der Reserveenergie und der Spannungsunterstützung bis hin zum Netzschutz. Es kristallieren sich zwei Fragestellungen heraus die in detaillierten Fallstudien genauer untersucht werden. Für die Untersuchungen wurde ein flexibles Softwarewerkzeug entwickelt, welches leicht auf alternative Netzbeispiele und Szenarien angewendet werden kann. In der ersten Fallstudie wird die aggregierte Beschaffung von Redispatch- und Reserveenergie im Verteilnetz untersucht, bei der es zur Interaktion zwischen TSO, DSO und Aggregator kommt, um mögliche Engpässe zu vermeiden. In einem Testmodell eines EWZ-Verteilnetzes werden drei Interaktionsmodelle mit unterschiedlichem Kommunikationsaufwand anhand historischer Zeitreihen für Redispatchleistung und Sekundärreserve verglichen. Es zeigt sich, dass schon ein einfaches Interaktionsmodell wie ein Ampelsystem zum Anzeigen der Netzüberlastung ausreicht, um einen wesentlichen Teil der möglichen Regelenergie zu erbringen, ohne das Verteilnetz zu überlasten. Die Simulationen belegen auch, dass der Einsatz aggregierter Flexibilitäten im Verteilnetz für die Sekundärregelreserve sehr lukrativ sein kann und ein hohes Potential hat. Hingegen spielt die Erbringung von Redispatchleistung in Verteilnetzen eine untergeordnete und wirtschaftlich gegenwärtig nicht sehr sinnvolle Rolle, was vor allem an der zu geringen Häufigkeit, der Vergütungsstruktur und den hohen betroffenen Leistungen liegt. Das zweite Fallbeispiel befasst sich mit dem koordinierten Netzbetrieb zwischen TSO und DSO und dem Engpassmanagement bei vermaschten Verteilnetzen. Es wird untersucht wie das vorhandene physikalisch gekoppelte Netz von TSO und DSO optimal genutzt werden kann. Ziel ist dabei, für verschiedene Stufen der Koordination und des Informationsaustausches den Nutzen der resultierenden Flexibilitätsbereiche zu charakterisieren, und die Risiken für die Netzsicherheit abzuschätzen. Auch hier werden drei Interaktionsstufen verglichen - vom unabhängigen Betrieb, über den Austausch eines aggregierten Netzmodells bis hin zur Koordination der Einstellung der Trafos an der Schnittstelle zwischen TSO und DSO. Bereits der Austausch eines einfachen Netzmodells hat ein hohes Potential, die Netzsicherheit zu erhöhen. Ein Koordinierter Trafo-Betrieb kann zudem die Gesamtflexibilität des Netzes deutlich erhöhen. Langfristig können durch die systematische Vermeidung von Engpässen so auch Investitionen in den Netzausbau vermieden werden. Auf Basis der Ergebnisse ist abzusehen, dass eine verbesserte Koordination des Netzbetriebes zwischen TSO und DSO zu beiderseitigem Vorteil ist. Auch mit geringem Kommunikationsaufwand, zum Beispiel einzelner Netzparameter und Arbeitspunkte für die Dayahead Planung können für beide Seiten eine verbesserte Informationssituation erreicht werden. Eine verbesserte Informationssituation oder gar eine koordinierte Auswahl gemeinsamer Netzvariablen führt insgesamt zur verbesserten Einhaltung der Sicherheitsreserven, geringeren unerwarteten Netzfluktuationen und letzthin zu geringeren Netzbetriebskosten. Die Kommunikationsstruktur für diesen Informationsaustausch ist weithin vorhanden. Für die Zukunft und eine schrittweise Umsetzung der Konzepte stellen sich vor allem organisatorische Fragen sowie die Einbindung der regulatorischen Randbedingungen, der erweiterten Kommunikationsstruktur und der Finanzierung.