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Anwendungen des ‘Operations Research‘ zur Optimierung von Gewinnen aus Regelenergievermarktung
Studienarbeit aus dem Jahr 2015 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Wirtschaftsingenieurwesen, Note: 1,0, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sprache: Deutsch, Abstract: Die Energiewende stellt den deutschen Energiemarkt vor neue Herausforderungen: Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien kommt es zu höheren Schwankungen der Netzfrequenz. Um diese auszugleichen und die Normalfrequenz im Stromnetz beständig bei 50 Hertz zu halten, bedarf es einer höheren Einsatzhäufigkeit von Regelenergie. Diesen Entwicklungen kommen regelmäßige Neuerungen im Erneuerbare-Energien-Gesetz und dem europaweiten ‘Transmission Code‘ entgegen, welche zunehmend den Einsatz von dezentralen Anlagen, Solar- und Windkraftwerken, virtuellen Kraftwerkspools, Speicheranlagen, ‘Power to Heat‘ und ‘Demand-Side-Management‘ zum Frequenzausgleich durch Regelenergie ermöglichen. Der Regelenergiemarkt befindet sich demnach im Wandel und wird für verschiedene Kraftwerkstypen zur attraktiven Erlösquelle. Daher ist eine akademische Auseinandersetzung mit dem Regelenergiemarkt aus vielerlei Hinsicht notwendig: Zusammengesetzt aus den Produkten Primärregelleistung, Sekundärregelleistung und Minutenreserve wird Regelenergie durch Kraftwerksbetreiber in Auktionen ausgeschrieben. Sowohl Einspeisung als auch Vorhaltung von Regelenergie können dem Kraftwerk als Erlösquellen dienen. Jedoch ist die Teilnahme am Regelenergiemarkt nicht ohne weiteres moglich und lohnenswert: Neben einer Praqualikation des Kraftwerks auf technischer Ebene, muss aus ökonomischer Sicht auch die gesamte Kraftwerkseinsatzplanung betrachtet werden. Dies ist insofern erforderlich, als die Vorhaltung von Regelenergie den Verkauf derselben Erzeugungsmengen auf anderen Energiemärkten einschränkt. Gleichzeitig befindet sich das Kraftwerk im suboptimalen Betrieb, was mit Kosten fur Energieerzeugung und Anfahrzeiten einhergeht. Diesen Opportunitatskosten schließen sich Unsicherheiten darüber an, ob das eigene Gebot auf dem Regelenergiemarkt gewählt wird, sowie, ob ein Regelleistungsabruf erfolgt. Insgesamt stellt die Planung und Bereitstellung von Regelenergie für den Kraftwerksbetreiber eine Entscheidungssituation unter Unsicherheit dar. Daher bietet sich eine Gewinnoptimierung anhand stochastischer Modelle an. Im Rahmen der vorangegangenen Überlegungen wird in dieser Arbeit untersucht, welche stochastischen Methoden des ‘Operations Research‘ zur Modellierung der Gewinne aus Regelenergievermarktung anwendbar sind.
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