Elektrische Verteilnetze resilient ausbauen – Herausforderungen und Handlungsoptionen

Abstract

Im Zuge der Energiewende steigt sowohl die Anzahl an Erzeugern im Verteilnetz als auch die Menge der steuerbaren Verbrauchs-und Speicheranlagen. Die Integration dieser Anlagen in den Netzbetrieb erfordert eine stärkere Digitalisierung, insbesondere in den Verteilnetzen. Dadurch entsteht eine wechselseitige Abhängigkeit: Für die Betriebsführung des Energiesystems ist ein funktionierendes IKT-System notwendig, während die IKT-Infrastruktur gleichzeitig auf Stromversorgung durch das Energiesystem angewiesen ist. Dies kann zu neuen und unvorhergesehenen Störungen führen, während gleichzeitig die allgemeine Systemkomplexität steigt und Unsicherheiten über zukünftige Entwicklungen das Systemdesign erschweren. Unter diesen Bedingungen kann das Konzept der Resilienz helfen, den neuen Risiken zu begegnen. Resilienz beschreibt die Fähigkeit eines Systems, Störereignisse abzufangen oder in kurzer Zeit mit möglichst geringem Schaden und vertretbaren Kosten wieder in den normalen Betriebszustand zurückzukehren. Hierfür sind Flexibilitäten notwendig, die zukünftig auch von den kleinen Anlagen im Verteilnetz bereitgestellt werden müssen. Mit Methoden der künstlichen Intelligenz können sie gebündelt und gezielt eingesetzt werden, um ein resilientes Systemverhalten zu erreichen. Die technische Umsetzung mit sogenannten Multiagentensystemen ermöglicht eine verteilte Steuerung der Anlagen und bietet eine gute Grundlage für verschiedene Resilienzmechanismen, wie zum Beispiel einen verteilten Netzwiederaufbau von "Inseln". Dies kann jedoch nur umgesetzt werden, wenn entsprechende Anreize für die Netzbetreiber und Netznutzer gesetzt werden. Daher müssen die heute bereits bestehenden Werkzeuge geeignet erweitert werden, um auch das Thema Resilienz abzudecken. Mögliche Lösungsansätze der Anreizregulierung sind ein Resilienz-Element und Smart Connection Agreements im Rahmen der Netzentgeltstruktur.Die Beiträge der Jacobs University zur ökonomischen Perspektive in diesem Artikel sind Ergebnisbestandteil des Forschungsprojekts "RegRes", das unter der Nummer FKZ A 339-20 von der Stiftung Energieforschung Baden-Württemberg gefördert wird.