11/2023: Veröffentlichung
24.11.2023Die Forschungsarbeit mit dem Titel „Designing Electricity Distribution Networks: The Impact of Demand Coincidence.“ wurde kürzlich im "European Journal of Operational Research“ veröffentlicht. Sie entstand in Kollaboration mit Forschern der Universität Freiburg, der LMU München und der UC Berkeley.
Die Arbeit beschäftigt sich mit den Herausforderungen und Auswirkungen der zunehmenden Einführung sauberer Technologien --- wie beispielsweise Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen --- auf lokale Stromnetze. Die Autoren entwickeln ein neues Modell, das "Distribution Network Reconfiguration Problem with Line-Specific Demand Coincidence" (DNRP-LSDC), um zu analysieren, wie sich eine mit der Einführung sauberer Technologien einhergehende erhöhte Gleichzeitigkeit der Stromnachfrage auf Stromnetze auswirkt.
Die Autoren wenden das Modell auf zahlreiche reale Stromnetze eines Schweizer Netzbetreibers an und stellen fest, dass eine hohe Nachfragegleichzeitigkeit, beispielsweise durch simultanes Laden von Elektrofahrzeugen, erhebliche Netzausbauinvestitionen erforderlich macht. Zweitens untersuchen sie anhand synthetischer Netze die Größe dieses Effekts unter verschiedenen Stromnetzmerkmalen und finden heraus, dass hohe Gleichzeitigkeiten große Netze und Netzen mit geringer geografischer Verbraucherdichte (wie z.B. in ländlichen Gebieten) stärker belasten.
Die Ergebnisse zeigen die Notwendigkeit auf, politische Maßnahmen und Betriebsvorschriften zu entwickeln, welche die Gleichzeitigkeit der Stromnachfrage reduzieren. Zudem müssen Betreiber von Verteilernetzen die Nachfragegleichzeitigkeit neuer Technologien bei der Planung berücksichtigen und ihre Investitionsbudgets entsprechend anpassen. Die in der Arbeit entwickelten Algorithmen können Netzbetreiber dabei unterstützen, derartige und vergleichbare strategische und operative Fragestellungen der Netzplanung zu lösen.
