Die Anforderungen an Verteilnetze sind in den letzten Jahren aufgrund der stetig wachsenden Zunahme von dezentralen Erzeugungsanlagen, wie Photovoltaikanlagen, aber auch von "neuen“ Lasten, wie beispielsweise Wärmepumpen, und dem Ausbau der Elektromobilität gestiegen. Gerade auch im Bereich der Elektromobilität ist in den nächsten Jahren mit hohen Zuwachsraten zu rechnen. Die klassischen Standardlastprofile, wie sie über Jahrzehnte zur Netzplanung angewendet wurden, verlieren daher stückweise an Bedeutung und bereits bestehende Verteilnetze stoßen aufgrund der volatileren Lastprofile an ihre Kapazitätsgrenzen. Die Netzbetreiber stehen also vor einer Reihe von Herausforderungen, die neue, intelligentere und wirtschaftliche Lösungen erfordern. Aufgrund der fortlaufenden Weiterentwicklung und damit einhergehenden Reduzierung der Anschaffungskosten von Batterien, ist ein Einsatz von Batteriespeichersystemen im Niederspannungsnetz keine Utopie mehr, sondern eine mögliche Antwort auf diese Herausforderungen. Im Rahmen dieser Arbeit werden die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten, die solch ein System bieten kann, vorgestellt. Ein Batteriespeichersystem setzt sich im Kern aus einer oder mehreren Batterien, sowie einem Umrichter zur Netzanbindung, zusammen. Der Umrichter, welcher mit einer umfangreichen Steuerungssoftware ausgestattet ist, bietet zahlreiche Betriebsmodi, mit deren Hilfe diverse Netzdienstleistungen erbracht werden können. Zu den denkbaren Anwendungsfeldern im Verteilernetz zählen dabei zum Beispiel die Verbesserung der Netzqualität sowie das Wirk und Blindleistungsmanagement. Diese Anwendungsfelder zu identifizieren und zu erläutern ist ein Teil dieser Arbeit. Als ein wesentliches Element, welches zur Wahrung der Wirtschaftlichkeit solch eines Speichersystems beitragen soll, stellt die Tatsache dar, dass eine Mehrfachnutzung möglich ist. Im Detail bedeutet dies, dass sich der Betrieb des Netzspeichersystems nicht auf einen Anwendungsfall beschränkt, sondern mehrere Aufgaben erfüllt werden können. Um festzustellen, welche Betriebsmöglichkeiten, die solch ein System bietet, überhaupt relevant sind, erfolgt im Rahmen dieser Arbeit, eine umfangreiche Datenanalyse von einem real existierenden Netz. Hierbei liegt der Fokus vor allem darauf, wie sich die Lasten auf die einzelnen Phasen verteilen. Eine unsymmetrische Belastung des als 4-Leiter-Netz ausgeführten Niederspannungsnetzes verursacht zum einen unnötig höhere Verluste und zum anderen verschlechtert sich dadurch die Auslastung. Diese auszugleichen und gleichzeitig noch andere Dienstleistungen, wie zum Beispiel das Anbieten von Regelenergie zu ermöglichen, gehören zu den Vorzügen des untersuchten Systems, welches in Aspern zum Einsatz kommen soll. Die Erstellung von Szenarien, basierend auf realen Messwerten, in welchen die Auswirkungen durch den Einsatz solch eines Systems auf ein Niederspannungsnetz simuliert und analysiert werden, ist ein zentraler Inhalt dieser Arbeit. Die Ergebnisse dieser Untersuchung liefern eine Prognose, die zeigt, wieweit das vorgestellte Batteriespeichersystem wann und mit welchem Betriebsmodus im Feld sinnhaft eingesetzt werden könnte.
The demands on distribution networks have increased in recent years due to the steadily growing increase in decentralized generation facilities, such as photovoltaic plants, but also of “new" loads, such as heat pumps, and the expansion of electric mobility. Particularly in the field of electromobility, high growth rates are expected in the coming years. The classic standard load profiles, which have been used for network planning over decades, therefore lose importance in parts, and already existing distribution networks reach their capacity limits due to the more volatile load profiles. Network operators face a number of challenges that require new, more intelligent and cost-effective solutions. Due to the ongoing development and reduction of the acquisition costs of batteries, the use of battery storage systems in the low-voltage network is no longer a utopia, but a possible answer to these challenges. Within the scope of this thesis, the various possible applications that such a system can offer are presented. A battery storage system is made up of one or more batteries, as well as a converter for grid connection. The inverter, which is equipped with a comprehensive control software, offers numerous operating modes, with the help of which various network services can be provided. The possible application fields in the distribution network include, for example, the improvement of the network quality as well as active and reactive power management. Identifying and explaining these fields of application is part of this work. As an essential element which is intended to contribute to the preservation of the economics of such a storage system is the fact that a multiple use is possible. In detail, this means that the operation of the network storage system is not limited to one application, but several tasks can be fulfilled. In order to determine which operating possibilities such a system offers are relevant, a comprehensive data analysis of a real existing network took place in this work. The focus here is on how the loads are distributed to the individual phases. An asymmetrical load on the low voltage network, which is designed as a 4-wire network, causes on the one hand unnecessarily higher losses and, on the other hand, the utilization deteriorates. To compensate for this, and at the same time to offer other services, such as the provision of control energy, are among the advantages of the system under investigation, which is to be used in Aspern. The creation of scenarios, based on real measured values, in which the effects of using such a system on a low voltage network are simulated and analyzed, is a central content of this work. The results of this study provide a forecast that shows the extent to which the presented battery storage system could be when and with what mode of operation in the field used meaningfully.
