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Integrated Techno-Economic Power System Planning of Transmission and Distribution Grids

Müller, Ulf Philipp und Schachler, Birgit und Scharf, Malte und Bunke, Wolf-Dieter und Günther, Stephan und Bartels, Julian und Pleßmann, Guido (2019) Integrated Techno-Economic Power System Planning of Transmission and Distribution Grids. Energies, 12 (11), Seite 2091. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/en12112091. ISSN 1996-1073.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
25MB

Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.3390/en12112091

Kurzfassung

The energy transition towards renewable and more distributed power production triggers the need for grid and storage expansion on all voltage levels. Today’s power system planning focuses on certain voltage levels or spatial resolutions. In this work we present an open source software tool eGo which is able to optimize grid and storage expansion throughout all voltage levels in a developed top-down approach. Operation and investment costs are minimized by applying a multi-period linear optimal power flow considering the grid infrastructure of the extra-high and high-voltage (380 to 110 kV) level. Hence, the common differentiation of transmission and distribution grid is partly dissolved, integrating the high-voltage level into the optimization problem. Consecutively, optimized curtailment and storage units are allocated in the medium voltage grid in order to lower medium and low voltage grid expansion needs, that are consequently determined. Here, heuristic optimization methods using the non-linear power flow were developed. Applying the tool on future scenarios we derived cost-efficient grid and storage expansion for all voltage levels in Germany. Due to the integrated approach, storage expansion and curtailment can significantly lower grid expansion costs in medium and low voltage grids and at the same time serve the optimal functioning of the overall system. Nevertheless, the cost-reducing effect for the whole of Germany was marginal. Instead, the consideration of realistic, spatially differentiated time series led to substantial overall savings.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/128707/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Integrated Techno-Economic Power System Planning of Transmission and Distribution Grids
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Müller, Ulf PhilippCentre for Sustainable Energy Systems, Flensburg University of Applied SciencesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schachler, BirgitReiner Lemoine InstituteNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Scharf, MalteCentre for Sustainable Energy Systems, Europa-Universität FlensburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bunke, Wolf-DieterCentre for Sustainable Energy Systems, Europa-Universität FlensburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Günther, StephanInstitute for Intelligent Cooperative SystemsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bartels, JulianJulian.Bartels (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2623-9787NICHT SPEZIFIZIERT
Pleßmann, GuidoReiner Lemoine InstituteNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:31 Mai 2019
Erschienen in:Energies
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:12
DOI:10.3390/en12112091
Seitenbereich:Seite 2091
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTMultidisciplinary Digital Publishing InstituteNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
Name der Reihe:MDPI Electrical Power and Energy System
ISSN:1996-1073
Status:veröffentlicht
Stichwörter:power grid modelling; transmission grid planning; distribution grid planning; optimization; linear optimal power flow; power flow; grid expansion; storage expansion; renewable energy
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:TIG Technologie, Innovation und Gesellschaft
HGF - Programmthema:Erneuerbare Energie- und Materialressourcen für eine nachhaltige Zukunft
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemanalyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Systemanalyse und Technikbewertung (alt)
Standort: Oldenburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Vernetzte Energiesysteme > Energiesystemanalyse
Hinterlegt von: Bartels, Julian
Hinterlegt am:14 Aug 2019 18:43
Letzte Änderung:14 Dez 2019 04:24

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