Satelliteneinstrahlungsdaten als Leistungsmesswertersatz in PV-Kurzfristprognosen

Durch den zunehmenden Anteil erneuerbarer Energien im Stromnetz spielen präzise Vorhersagen der Stromerzeugung von Wind- und PV-Anlagen eine essentielle Rolle für die Stromnetzstabilität und den Energiemarkt. Dabei wird zwischen Vorhersagen für die aktuelle Einspeisung in das Stromnetz und einer physikalisch möglichen Stromeinspeisung, unter der Annahme, dass keine Abregelungen, Eigenverbrauch und sonstige externen Einschränkungen vorhanden wären, unterschieden. Neben der Leistungsvorhersage für die nächsten Tage (Folgetagprognose) ist die Vorhersage für die kommenden Stunden (Kurzfristprognose) notwendig, welche möglichst genau das aktuelle Geschehen der Energieerzeugung und -einspeisung der Windkraft- und PV-Anlagen abbilden müssen. Insbesondere durch die Einführung des sog. Redispatch 2.0 erhöht sich die Anzahl an technischen Ressourcen, für welche Prognosen benötigt werden, massiv [1].

Zur Optimierung der Kurzfristprognose werden dabei üblicherweise aktuelle Leistungsmessdaten der einzelnen Anlagen in die Vorhersagemodelle eingebunden, um Differenzen zur Prognose an die reale Stromerzeugung anzugleichen. Jedoch sind gerade bei der großen Anzahl an PV-Anlagen aktuelle Messdaten oftmals nicht verfügbar.

Eine Alternative zu den Leistungsmesswerten bieten hier die Echtzeitmessungen der Globalstrahlung mithilfe Satellitendaten. Es werden unter anderem vom DWD satelliten-basierte Strahlungsdatensätze viertelstündlich zur Verfügung gestellt [2]. Aufgrund der starken Abhängigkeit von Stromerzeugung aus Solarenergie und Globalstrahlung haben Echtzeitdaten der Satelliteneinstrahlungsmessungen einen ähnlichen Effekt auf die Prognosegüte der Kurzfristprognose wie die Leistungsmesswerte. Dadurch kann mit deren Verwendung als Input in die Modelle eine Optimierung der Prognosequalität erreicht werden.

Besonders für die Erstellung von Prognosen der möglichen Einspeisung bieten die Globalstrahlungsmesswerte einen von Abregelungen unabhängigen Input. In diesem Fall wäre die Verwendung von aktuellen Messwerten kontraproduktiv, da diese die vorhandenen - aber möglichst nicht in der Prognose gewollten - Abregelungen enthalten.

In diesem Rahmen soll die Anwendung der Satelliteneinstrahlungsdaten als Leistungsmesswertersatz in PV-Kurzfristprognosen für mehr als 1000 PV-Anlagen aus der Amprion Regelzone präsentiert werden. Außerdem wird deren Einfluss auf die Prognosegüte sowohl in der Vorhersage für die aktuelle, als auch für die physikalisch mögliche Stromeinspeisung von PV-Anlagen analysiert [3].

 

[1] https://www.bdew.de/energie/redispatch-20/

[2] https://opendata.dwd.de/

[3] Die verwendeten Leistungsdaten der PV-Anlagen werden von Amprion GmbH zur Verfügung gestellt.