Ansatz zur Flexibilitätsbewirtschaftung mittels Schwarmbatterieoptimierung

Abstract

Der Ausbau erneuerbarer Energieträger schreitet seit einigen Jahren rasant voran. Damit einhergehend entstehen neue Anforderungen an das Energieversorgungssystem in Bezug auf die Flexibilitätsbewirtschaftung und Netzkapazität. Aktuell gibt es bereits einige ungeklärte oder nur teilweise beantwortete Fragen diesbezüglich. Diese sind zum Beispiel, wie sich einzelne Datenpunkte verbraucher- und erzeugerseitig als Aggregat verhalten oder ob es schon ein Werkzeug gibt, mit dem sich durch Flexibilitätsbewirtschaftung deren Verhalten sowohl systemdienlich als auch monetär verbessern lässt. Diese und noch zusätzliche Fragen werden zum Anlass genommen, gegebene Datenpunkte, welche allesamt ein PV-Batteriespeichersystem aufweisen, als auch weitere Einflussgrößen, wie zum Beispiel Globalstrahlungsdaten, genauestens auf ihr Verhalten zu analysieren. Auf Basis dessen wird ein Ansatz zur Flexibilitätsbewirtschaftung mittels Schwarmbatterieoptimierung aufgezeigt, welcher auch implementiert wird. Die dadurch erhaltenen Ergebnisse werden mit dem aktuellen Istzustand verglichen und der strukturelle als auch monetäre Mehrwert bewertet. Die Ergebnisse dieser Arbeit erweisen sich als durchaus positiv. Einerseits kann durch Einsatz einer Optimierung eine systemdienliche Verschiebung der Erzeugung erreicht werden. Andererseits werden durch den Bezug von Flexibilität die Kosten der einzelnen Datenpunkte deutlich minimiert. Es ist unbestritten, dass das Energiesystem bereits mitten in einer Wende steckt und deswegen Möglichkeiten zur Unterstützung der daraus resultierenden Anforderungen benötigt werden. Der in dieser Arbeit untersuchte Ansatz kann ein Teil der Lösung dieser sein.

The increase of renewable energy sources has been progressing rapidly for several years. This is leading to new requirements for the energy supply system in terms of flexibility management and grid capacity. There are currently some unresolved or only partially answered questions in this regard. These are, for example, how individual data points behave as an aggregate on the consumer and producer side or whether there is already a tool with which their behavior can be improved both in terms of the grid and monetarily through flexibility management. These and other questions are taken as an opportunity to analyze the behavior of given data points, all of which have a PV battery storage system, as well as other influencing variables, such as global radiation data, in detail. Based on this, an approach to flexibility management using battery swarm optimization is identified and implemented. The results obtained are compared with the current status quo and the structural and monetary benefits are evaluated. The results of this work are quite positive. On the one hand, an optimization can be used to achieve a system-friendly shift in generation. On the other hand, the costs of the individual data points are significantly minimized through the use of flexibility. It is undisputed that the energy system is already in the midst of a transition and that options are therefore needed to support the resulting requirements. The approach examined in this thesis can be part of the solution.