Probabilistische Modellierung zur Analyse des Einflusses unsicherer Eingangsgrößen auf das elektrische Übertragungsnetz

Moderne Erzeuger und Verbraucher elektrischer Energie verändern die Lastflusssituationen im elektrischen Energienetz. Der Zubau von Erzeugungsanlagen und die resultierende – oftmals wetterabhängige Energieerzeugung – sind hierbei schwierig zu prognostizieren. Ebenso unterliegt die Entwicklung der Lastnachfrage großen Unsicherheiten. Die Investitionsentscheidungen zur Gewährleistung einer zuverlässigen Energieversorgung muss der Netzplaner daher unter Berücksichtigung dieser unsicheren Entwicklungen treffen. Zur Analyse der Auswirkungen unsicherer Eingangsgrößen auf das Netz wird in dieser Arbeit ein probabilistisches Modell entwickelt. Der erste Baustein besteht aus einem gekoppelten Szenario-Copulamodell zur Abbildung der unsicheren Eingangsgrößen. Im Gegensatz zu bestehenden Untersuchungen wird bewusst eine Vielzahl von Szenarien erstellt und deren Realisationswahrscheinlichkeiten auf Basis des bestehenden Erzeugungsparks bestimmt. Im zweiten Baustein wird eine neu entwickelte approximative Lastflussrechnungsmethode einer Monte-Carlo-Simulation nach dem Latin-Hypercube-Sampling und einer klassischen Monte-Carlo-Simulation gegenübergestellt. Anschließend werden die Auswirkungen der unsicheren Eingangsgrößen mit nur einer geringen Anzahl an Rechenoperationen für den Anwendungsfall des deutschen Übertragungsnetzes im Jahr 2025 bestimmt und vorgeschlagene Netzausbaumaßnahmen bewertet. Hierbei zeigt das Modell den signifikanten Einfluss bisher vernachlässigter Unsicherheiten auf.