Von Julian Korb
Zu wissen, wie stark das Stromnetz künftig belastet sein wird, ist für Verteilnetzbetreiber entscheidend. Für die mittelfristige Planung greifen Netzbetreiber daher regelmäßig auf Prognosen zur zukünftigen Netzlast zurück. Ungenaue Prognosen können dabei teuer werden.
Für die Netztochter der Stadtwerke Erfurt, die SWE Netz, haben Energieexperten des Fraunhofer-Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung – Angewandte Systemtechnik (IOSB-AST) daher eine umfangreiche Datenanalyse zur elektrischen Netzlast durchgeführt. Eine Simulation auf 15-minütiger Basis für das Referenzjahr 2024 erbrachte ein um 76 genaueres Ergebnis als das bislang verwendete Modell.
Bisheriges Netzlast-Modell verbessert
Konkret gelang es den Fraunhofer-Forschern, die Fehler für die Abbildung der Netzlast von 3,89 Gigawattstunden (GWh) auf 0,93 GWh zu verringern – das entspricht dem Jahresverbrauch von über 800 Haushalten. Die Wissenschaftler griffen dabei auf umfangreiche Lastdaten aus insgesamt vierzehn Jahren sowie auf öffentlich zugängliche Daten des Marktstammdatenregisters der Bundesnetzagentur zurück.
Für die Verbesserung gab es zwei Gründe: So konnten die Wissenschaftler einerseits tageszeitliche und saisonale Muster besser abbilden; zum anderen verbesserte die Integration von Langfristtrends die Modellgenauigkeit.
Entlastung des Stromnetzes nur vorübergehend
Die Fraunhofer-Experten fanden zudem heraus, dass sich die Menge der über die Stromnetze an Letztverbraucher transportierten Energie in Erfurt seit 2010 kontinuierlich verringert hat – ein Phänomen, das laut den Forschern deutschlandweit auf Verteil- und Übertragungsnetzebene beobachtet werden kann. Der Ausbau dezentraler, lokaler Erzeuger wie beispielsweise Photovoltaik sei einer der Gründe für diese Entwicklung.
"Unsere Ergebnisse zeigen eine hohe Korrelation zwischen sinkender Netzlast und dem kontinuierlichen Ausbau der Photovoltaik in diesem Netzgebiet, insbesondere ab dem Jahr 2016", wird Projektleiter Tom Bender vom Fraunhofer IOSB-AST zitiert. Der steigende Selbstverbrauch wirke sich dabei dämpfend auf die Netzlast aus. "Allerdings wird sich diese Entwicklung durch die zunehmende Elektrifizierung von Mobilität und Wärmeerzeugung oder auch Power-to-Gas-Anwendungen in den kommenden Jahren voraussichtlich wieder umkehren."
Neue Webanwendung für Netzlastprognose
Neben der elektrischen Netzlast haben die Fraunhofer-Forscher auch die Lastverläufe des regionalen Gasnetzes untersucht, deren Mittelfristprognose ebenfalls durch eine erweiterte Datenanalyse überarbeitet wurde. Bei beiden Ansätzen kam eine am Fraunhofer IOSB-AST entwickelte Energiemanagementlösung mit einer neu konzipierten webbasierten Anwendung zum Einsatz.
Bei SWE Netz sorgen die Forschungsergebnisse für Zuversicht. "Damit können wir künftig genauere Netzlastprognosen über einen größeren Betrachtungshorizont erstellen", wird Frank Heidemann, Geschäftsführer von SWE Netz, zitiert. "Mit den heute schon vorhandenen und vielfach genutzten Kurzfristprognosen sind wir sehr zufrieden." Heidemann zeigte sich überzeugt davon, mit den neuen Prognosemodellen ähnliche Ergebnisse erzielen zu können. Künftig will der kommunale Netzbetreiber die webbasierte Anwendung auch selbstständig nutzen.
Langfristige Prognose entscheidend
Stromnetzbetreiber sind auf Modelle angewiesen, welche die zu erwartende Netzlast für mittel- bis langfristige Zeiträume über die kommenden Jahre berechnen. Vornehmlich die Prognosen für das laufende sowie das folgende Jahr haben entscheidende Bedeutung für verschiedene energiewirtschaftliche Betrachtungen und Prozesse.
Der langfristige Prognosehorizont stellt einen entscheidenden Faktor in der Mittelfristplanung dar. Abweichungen können dabei zu einem betriebswirtschaftlichen Risiko führen. Netzbetreiber versuchen, diese zu minimieren.
