OptiFlex – Optimierter Flexibilitätseinsatz im Verteilnetz

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/501686

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die Ziele der Energiestrategie 2050 und sinkende Kosten führen zu einem stetig wachsenden Anteil der neuen Erneuerbaren Energien (nEE) am Schweizer Strommix. Ein Grossteil des Zubaus erfolgt im Verteilnetz, wo dies teilweise schon heute zu Engpässen und Problemen in der Spannungshaltung führt. Neben der bewährten, aber teuren Lösung durch Netzausbauten lassen sich diese Herausforderungen auch durch eine Flexibilisierung der Produktion der nEE selber lösen, dafür ist aber eine koordinierte Steuerung der Anlagen auf Basis einer Gesamtoptimierung nötig. Im Rahmen einer Vorstudie haben die Projektpartner das Konzept einer kooperativen Nutzung dieser Flexibilität im Verteilnetz über eine zentrale Optimierung und kosteneffiziente, dezentrale Steuergeräte untersucht und den volkswirtschaftlichen Mehrwert der Lösung aufgezeigt. Das vorliegende Pilotprojekt soll dieses Konzept durch den Aufbau von Infrastruktur und Prozessen in eine praxistaugliche Lösung überführen und in einer Feldstudie den Beweis für die Erfüllung der Anforderungen für eine nachhaltige Entlastung der Verteilnetze erbringen.

Kurzbeschreibung (Englisch)

The political objectives of the Energy Strategy 2050 and decreasing costs are leading to a steadily increasing Share of new renewable energies (nre) in the Swiss electricity mix. Most of these additions will be added in the distribution network, where this already leads to bottlenecks and problems in the voltage quality. In addition to the proven but comparatively expensive solution of network expansions, these challenges can also be solved by making the production of the nre more flexible, but this requires a Controlling the individual plants on the basis of an Overall system optimization. As part of a preliminary study, the project partners have already investigated the concept of a cooperative use of this flexibility in the distribution network via a central optimization and cost-efficient, decentralized control devices and have demonstrated the economic added value of the solution. The aim of this pilot project is to transform this concept into a practical solution by setting up infrastructure and processes and by providing a measured proof of the fulfilment of the requirements for a sustainable relief of the distribution networks in a field study.

Schlussbericht (Deutsch)

Durch den wachsenden Zubau der dezentralen Erneuerbaren Energien kommt es in den Schweizer Verteilnetzen immer öfter zu Kapazitätsengpässen und Spannungshaltungsproblemen. Statt über teure Netzausbauten lassen sich viele dieser Probleme über eine intelligente Steuerung der dezentralen Anlagen in den Netzen lösen. Zudem erlaubt es eine solche Flexibilitätssteuerung, über Massnahmen wie eine Reduktion der Ausgleichsenergiekosten die Kosteneffizienz der Energieversorgung allgemein zu steigern.

Obwohl die Anlagen zur Verfügung stehen, ist das Konzept heute im Schweizer Energiesektor noch nicht umgesetzt. Der Grund dafür liegt im Fehlen von kosteneffizienten Steuerungsmöglichkeiten für die dezentralen Anlagen und von Marktplätzen für die Flexibilität.

Das Pilotprojekt OptiFlex hat Lösungen für diese fehlenden Puzzleteile in drei Bereichen erarbeitet:

1. Aufbau eines kosteneffizienten, robusten Systems zur intelligenten Steuerung von dezentralen Anlagen

2. Durchführung von Feldversuchen als Referenzprojekte für die Flexibilitätsteuerung

3. Ausarbeitung von Tarifmodellen und Vertragsentwürfen für lokale Flexibilitätsmärkte

Die Projektziele konnten erfolgreich umgesetzt werden und legen den Grundstein für ein breites Ausrollen der Flexibilitätssteuerung in den Schweizer Verteilnetzen.

Zugehörige Dokumente

• OptiFlex Optimierter Flexibilitätseinsatz im Verteilnetz - Schlussbericht [PDF] 4'728 kB

Schlussbericht (Englisch)

The growing expansion of decentralised renewable energies is increasingly leading to capacity bottlenecks and voltage maintenance problems in Swiss distribution grids. Instead of expensive grid expansions, many of these problems can be solved by intelligent control of the decentralized assets in the grids. In addition, such flexibility management allows the cost efficiency of the energy supply in general to be increased through measures such as a reduction in balancing energy costs.

Although the systems are available, the concept has not yet been implemented in the Swiss energy system. The reason for this is the lack of cost-efficient control options for the decentralized systems and marketplaces for flexibility.

The OptiFlex pilot project has developed solutions for these missing pieces of the puzzle in three areas:

1. Building a cost-efficient, robust system for the intelligent control of decentralized plants

2. Conducting field trials as reference projects for flexibility management

3. Development of tariff models and draft contracts for local flexibility markets

The project objectives were successfully implemented and lay the foundations for a broad roll-out of flexibility management in the Swiss distribution networks.

Schlussbericht (Französisch)

L'expansion croissante des énergies renouvelables décentralisées entraîne de plus en plus souvent des goulets d'étranglement au niveau des capacités et des problèmes de maintien de la tension dans les réseaux de distribution suisses. Au lieu d'extensions de réseau coûteuses, beaucoup de ces problèmes peuvent être résolus par une commande intelligente des systèmes décentralisés dans les réseaux. En outre, une telle gestion de la flexibilité permet d'augmenter la rentabilité de l'approvisionnement énergétique en général par des mesures telles que la réduction des coûts énergétiques d'équilibrage.

Bien que les systèmes soient disponibles, le concept n'a pas encore été mis en oeuvre dans le secteur de l'énergie suisse. La raison en est le manque d'options de contrôle rentables pour les systèmes décentralisés et les places de marché de la flexibilité.

Le projet pilote OptiFlex a développé des solutions pour ces pièces manquantes du puzzle dans trois domaines :

1. Le développement d'un système économique et robuste pour la commande intelligente d'installations décentralisées

2. La réalisation des projets de référence pour la gestion de la flexibilité

3. Élaboration de modèles tarifaires et de projets de contrats pour les marchés locaux de flexibilité

Les objectifs du projet ont été mis en oeuvre avec succès et jettent les bases d'un large déploiement de la gestion de la flexibilité dans les réseaux de distribution suisses.