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Unité de recherche
OFEN
Numéro de projet
SI/501650
Titre du projet
SimZukunft – Simulation of Future Energy Demand in Cities
Titre du projet anglais
SimZukunft – Simulation of Future Energy Demand in Cities

Textes relatifs à ce projet

 AllemandFrançaisItalienAnglais
Description succincte
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Publications / Résultats
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Rapport final
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Textes saisis


CatégorieTexte
Description succincte
(Allemand)

Zunehmende dezentrale Energieerzeugung, lokale Speicher und Änderungen im Verbraucherverhalten und der Geräteausstattung werden die Niederspannungsnetze entscheidend verändern. Es gibt Szenarien, wie die Entwicklung durchschnittlich für die Schweiz aussehen wird. Aber die Entwicklung wird nicht für alle Bewohner mit gleicher Geschwindigkeit vorangehen. Eine neue Netzplanungsmethodik mit individuellen Lastprofilen auf Haushaltsebene, welche alle wichtigen Faktoren und den Entwicklungspfad berücksichtigt, kann kostspielige Fehlinvestitionen vermeiden. In diesem Pilotprojekt soll zum ersten Mal gezeigt werden, dass durch die Kombination von einer detaillierten Verhaltenssimulation aller Einwohner mit einer fein aufgelösten Netzsimulation Fehlinvestitionen vermieden werden können und gegenüber den klassischen Methoden des Netzausbaus deutliche Kosteneinsparungen realisiert werden können.

Description succincte
(Anglais)

Increasing decentralized energy production and energy storage together with changes in consumer behavior and devices will change the low voltage grids in the long term dramatically. There are already scenarios that describe the average development for Switzerland. But the development will not be equally distributed. An innovative approach for low voltage grid planning with individual household’s profiles that include all relevant factors can help to avoid costly planning mistakes. The goal for this pilot project is to show for the first time that a detailed behavior simulation of all inhabitants together with a fine-grained grid simulation makes it possible to avoid bad investments that might happen with a more conventional grid planning approach.

Publications / Résultats
(Allemand)
Documents annexés
Adresses URL
(Allemand)
Rapport final
(Allemand)

Im Projekt SimZukunft wurden Netzberechnungen für verschiedene Zukunftsszenarien, u.a. basierend auf Szenario-Familien der Energiestrategie 2050, für eine typische Schweizer Kleinstadt am Beispiel von Burgdorf durchgeführt. Dafür wurden gebäudescharfe Lastprofile und Einspeiseprofile für die ganze Stadt berechnet und damit hochauflösende Netzberechnungen über das komplette Mittel- und Niederspannungsnetz durchgeführt.

Es konnte gezeigt werden, dass eine solche Szenario-basierte, zeitreihen-basierte und damit detailliertere Netzplanung mit Zeitreihen nicht nur in der Praxis möglich ist, sondern auch realitätsgetreuere Ergebnisse liefert als die heutzutage übliche einfache, statische Netzanalyse da Effekte wie gleichzeitige Stromerzeugung und Stromverbrauch explizit und realitätsnäher berücksichtigt werden. Es können damit frühzeitig potenziell kommende Engpässe im Netz identifiziert werden, so dass die Netzinfrastruktur im Rahmen der normalen Wartungsaktivitäten anstatt durch kostspieligen vorzeitigen Komponentenaustausch auf zukünftige Herausforderungen vorbereitet werden kann.

Durch den konsequenten Einsatz der gezeigten Planungsmethodik könnten potenzielle Fehlinvestitionen ausgelöst durch zu stark vereinfachte statische und damit fehleranfälligere Netzplanungsanalysen, eingespart werden. Auch konnte gezeigt werden, dass bei guter und vorausschauender Netzplanung die offiziellen Energieszenarien «Politische Massnahmen» (POM) und «Neue Energiepolitik» (NEP) der Energiestrategie 2050 keine grossen Herausforderungen darstellen. Sogar der Netzbetrieb einer Net-Zero-Stadt ist bei hinreichend umfangreichem Energiemanagement, einer ausreichend grossen Speicherkapazität und gleichzeitig beherrschbaren Netzausbaukosten machbar.

Documents annexés
Rapport final
(Anglais)

For the project “SimZukunft” detailed grid calculations for different future scenarios for a typical small Swiss town were performed. Load profiles and generations profiles were calculated for every single building and used for high-resolution grid calculations on the complete medium and low voltage grid of Burgdorf.

It was shown that such a scenario- and time-series-based, detailed grid planning is not only feasible, but also yields more realistic results than the traditional static grid analysis approach, because it explicitly and more realistically considers effects such as the partial cancellation of generation feed-in with simultaneous load demand.

Additionally, it enables the users to identify potential bottlenecks in the grid early, enabling grid upgrades as part of normal maintenance activity instead of costly early replacements. By using a scenario- and time-series-based grid planning method, bad investments due to overly simplistic and thus more error-prone static grid planning can be avoided.

Additionally, the project showed that with predictive scenario planning, the official energy scenarios “Political Measures” (POM) and “New Energy Policy” (NEP) of the Swiss Energy Strategy 2050 are easily achievable without large grid upgrade costs. Even secure grid operation of a net-zero city is feasible, if sufficient decentralized storage and effective load management are employed in order to keep grid expansion costs reasonable.

Rapport final
(Français)

Le projet “SimZukunft” a eu pour but d’analyser les défis concrètes de la transition énergétique pour l’opération et la planification du réseau de distribution d’une ville suisse représentative. Pour ce projet, des calculs du flux de charge détaillés pour le réseau de distribution ont été effectués pour différents scénarios énergétique d'avenir pour Burgdorf, une ville suisse dit statistiquement typique. Des profils de consumation électrique et des profils de génération électrique ont été calculés pour chaque bâtiment et utilisés pour le calcul du flux de charge à haute résolution sur l'ensemble du réseau de distribution de moyenne et basse tension.

Il a été démontré qu'une telle planification détaillée du réseau basée sur des scénarios et des séries temporelles est non seulement réalisable, mais donne également des meilleurs résultats que l'approche statique traditionnelle, car elle tient compte de manière plus réaliste des effets tels que l'annulation net de la consumation électrique par la production électrique.

En outre, elle permet aux utilisateurs d'identifier rapidement les goulets d'étranglement potentiels dans le réseau électrique, ce qui permet de procéder à des mises à niveau dans le cadre de la maintenance normale plutôt que de procéder à des remplacements anticipés coûteux. L'utilisation de la méthode de planification à séries temporelle permet d'éviter des fausses décisions de planification potentiellement très couteuses.

En outre, le projet a montré qu'avec la planification de scénarios prédictifs, les scénarios officiels « Mesures politiques » (POM) et « Nouvelle politique énergétique » (NEP) de la Stratégie Énergétique 2050 en Suisse sont facilement réalisables sans coûts importants de mise à niveau du réseau. Même l’opération du réseau électrique d’une ville nette zéro (scénarios Utopia) est réalisable mais nécessite un stockage d’énergie et une gestion de la consumation électrique suffisamment décentralisés pour maintenir les coûts de renforcement du réseau dans une limite raisonnable.