Stadtwerk Winterthur: Simulation von Zukunfts-szenarien

Stadtwerk Winterthur möchte mehr Transparenz auf der Niederspannungsebene schaffen, um trotz der Energiewende langfristig einen stabilen Netzbetrieb zu gewährleisten. Aus diesem Grund hat Adaptricity eine umfassende Analyse der aktuellen Dynamiken im Netz durchgeführt. In einem weiteren Schritt wurden die möglichen zukünftigen Entwicklungen im Netz simuliert und evaluiert.

In einer Basissimulation wurden alle verfügbaren Daten aus drei realen Netzgebieten von Stadtwerk Winterthur in der SmartGrid-Simulationsplattform Adaptricity.sim zusammengeführt. Daraus ergab sich ein umfassender Überblick über die aktuellen Netzauslastungen sowie über die aktuellen Kapazitäten des Netzes.

Nachdem die momentane Belastung des Netzes ermittelt wurde, konnten mithilfe von zeitreihen-basierten Simulationen mögliche Zukunftsszenarien (Annahme: 10%, 30% bzw. 50% aller Haushalte verfügen z.B. über Elektroautos) auf der Niederspannungsebene genauer analysiert werden. Von Interesse war insbesondere die zukünftig weiter zunehmende Elektromobilität, sowie der Zubau von PV-Anlagen und Wärmepumpen im Netz von Stadtwerk Winterthur.

In den Szenarien wurde beispielsweise untersucht, was mit dem Netz passiert, wenn …

… jeder zweite Hausanschluss eine leistungsstarke Ladestation (11kW) für Elektroautos besitzt?
Im Falle einer steigenden Elektromobilität konnten die Simulationen mit Adaptricity.Sim aufzeigen, dass die stark korrelierten Ladeleistungen von Elektroautos insbesondere Probleme für die Ortnetzstation bringen wird, da diese die aggregierte Leistung liefern muss. Gleichzeitig kann es zudem zu lokalen Problemen auf einzelnen Leistungssträngen kommen. Dies können Belastungsspitzen auf den Leitungen (Abb. 2) sein oder auch Spannungseinbrüche (Abb.3) an den einzelnen Hausanschlüssen.

 … doppelt so viele PV-Anlagen angeschlossen sind wie heute?
Anhand der anfänglichen Analyse des aktuellen Netzes konnte genau ermittelt werden, wo der Anschluss von zusätzlichen PV-Anlagen in Zukunft denkbar wäre. Dabei zeigte die darauffolgende Simulation zusätzlicher PV-Anlagen an ebendiesen Standorten auch bei grossflächigem Zubau keine kritischen Leitungsbelastungen oder Spannungsprobleme im ausgewählten Netzgebiet auf.

… immer mehr Wärmepumpen angeschlossen werden?
Die Simulationen mit Adaptricity.Sim konnten zeigen, dass ein anhaltender Zubau von Wärmepumpen im Netz von Stadtwerk Winterthur kurzfristig ebenfalls keine negativen Auswirkungen auf das Netz hat. Längerfristig könnte ein Anschluss grosser Mengen an Wärmepumpen allenfalls lokal zu kritischen Netzzuständen führen.

 

Fazit

Die Simulation und Analyse der verschiedenen Zukunftsszenarien gibt Auskunft über die zukünftig auftretenden Herausforderungen im Verteilnetz von Stadtwerk Winterthur. Damit bilden die Ergebnisse eine solide Grundlage für die zukünftige Netzplanung im Rahmen der Energiewende. Gleichzeitig bieten sie auch Entscheidungsunterstützung bei der Ausarbeitung von heutigen und zukünftigen Netzausbau-Strategien.

 

«Die detaillierten Simulationen mit Adaptricity.Sim geben uns einen genauen Überblick über die Dynamiken in unserem Verteilnetz. Die dadurch gewonnene Transparenz unterstützt uns dabei, dass wir auch in Zukunft die bereits heute sehr hohe Stromversorgungssicherheit gewährleisten können.»
Helen Reist, Projektleiterin Smart Energy, Stadtwerk Winterthur