Fachgebiet Energiesysteme und Energiemanagement (ESEM)

Entwicklung eines kostengünstigen Smart Grid Kommunikationssystems auf Basis der Rundsteuertechnologie (CheapFlex)

Motivation

Neben dem Ausbau der elektrischen Netze und der Speicherkapazitäten ist die Flexibilisierung steuerbarer Lasten und Erzeuger Voraussetzung für eine kosteneffiziente Energiewende. Das Potential „intelligenter Verteilnetze“ zur Aktivierung der bisher kaum genutzten dezentralen Flexibilität wird auch durch die aktuelle DENA Verteilnetzstudie gestützt. Bisher scheitert das Smart Grid Konzept auf der Verteilnetzebene jedoch an unverhältnismäßig hohen Kosten für Smart Metering Systeme. Der innovative Einsatz der Rundsteuertechnologie, als bewährtem Bestandteil heutiger Netzleittechnik, bietet die Chance, die Kernfunktionen der Smart Grid Idee kostengünstig und zeitnah umzusetzen.

Aufgabenstellung

Im Rahmen des Projektes soll untersucht werden wie durch Einsatz der Rundsteuertechnologie wesentliche Funktionalitäten des Verteilnetzbetriebs nutzbar gemacht werden können um die Optimierung des Gesamtenergiesystems zu erreichen. Es werden folgende Funktionalitäten für den Verteilnetzbetrieb berücksichtigt:

  •   Einspeisemanagement von EE Anlagen,
  •   Fernparametrierung dezentraler Blindleistungsregler,
  •   Sperrzeiten für „kritische Netzbetriebe“,
  •   Netzzustandsabhängiges Schalten einzelner Anlagengruppen sowie
  •   flexible Tarifschaltzeiten für Erzeuger, Lasten und Speicher.

Hierzu müssen die bestehenden Algorithmen und Protokolle der Rundsteuertechnologie weiterentwickelt werden. Das Konzept wird simulativ untersucht und die Umsetzbarkeit auf Basis von Funktionsmustern im SmartEnergyLab der Fraunhofer ISE und im Netzgebiet der Stadtwerke Ahaus nachgewiesen.

Vorgehensweise

Zu Beginn des Projektes wird das Flexibilisierungspotential aller Systemkomponenten untersucht.

Darauf aufbauend werden die einzelnen zu implementierenden Funktionen für alle Systemkomponenten spezifiziert und die technischen Voraussetzungen einer Kommunikationsstrecke vom Netzleitsystem zur Endkundenanlage in Hardware und Software für die Umsetzung des Smart Grids auf Rundsteuerbasis geschaffen. Die Kommunikationsstrecke wird im SmartEnergyLab am Fraunhofer ISE aufgebaut, getestet und vermessen. Algorithmen zur Abschätzung der aktuellen Netzbetriebsmittelauslastung und vorhersagebasierte Regelungsalgorithmen zur dynamischen Anpassung der Betriebs­führung werden an Simulationsmodellen getestet und angepasst.

Anschließend werden die Algorithmen in die SmartEnergyLab Kommunikationsstrecke integriert und die dynamische Anpassung der Betriebs­führung getestet. Letztlich folgt ein Test im Netzgebiet der Stadtwerke Ahaus.

Öffentlich gefördertes Verbundprojekt

„Entwicklung eines kostengünstigen Smart Grid Kommunikationssystems auf Basis der Rundsteuertechnologie (CheapFlex)“ ist ein Verbundprojekt und wird im Rahme des 6. Energieforschungsprogramms des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie im Bereich „Netze für die Stromversorgung der Zukunft“ gefördert.

Neben dem Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiemanagement der TU Kaiserslautern sind dabei folgende Verbundpartner am Projekt beteiligt:

  •   Fraunhofer ISE (Projektkoordinator)
  •   Stadtwerke Ahaus GmbH
  •   Swistec GmbH

Gruppenfotto der Projektpartner

Bearbeiter

M. Sc. Robert Brandalik