Gastautorin Katharina Volk (Netze BW GmbH)

26.04.2017

grid-control: Intelligente Lösungsansätze für das Verteilnetz

Verteilnetze sind dafür ausgelegt worden, Strom von den Großkraftwerken zum Verbraucher zu transportieren – in eine Richtung und nur in der benötigten Menge. Im Zuge der Energiewende mit einer Vielzahl an dezentralen Erzeugungsanlagen herrschen im Verteilnetz jedoch in Zukunft eher Zustände wie auf einer Verkehrskreuzung zur Hauptverkehrszeit. Die zunehmende Durchdringung neuer Akteure wie Batteriespeicher und Elektrofahrzeuge verkomplizieren die Situation zusätzlich. Für Verteilnetzbetreiber (VNB) entstehen auf diese Weise völlig neue Koordinierungsaufgaben und die Bedeutung der Verteilnetze in Bezug auf den Erhalt einer hohen Versorgungssicherheit nimmt zu. Gebraucht werden dann Lösungen, die unter anderem eine geeignete Koordination dieser dezentralen Energieanlagen ermöglichen.

Das Projekt grid-control

Eine Vielzahl an Einrichtungen und Projekten bereichern die Energiewende und bringen sie in einem oder auch mehreren Bereichen voran. Im Projekt „grid-control – Advanced decentral grid-control“ haben sich 2015 neun Energiewendebeschleuniger aus Industrie und Wissenschaft vernetzt und arbeiten an einer intelligenten Gesamtlösung für das Stromnetz der Energiewende. Neben der Netze BW als Koordinator sind folgende Partner aus Industrie und Wissenschaft am Projekt beteiligt: ads-tec, Fichtner IT Consulting, FZI Forschungszentrum Informatik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Landis+Gyr, Seven2one Informationssysteme GmbH, Universität Stuttgart sowie der Prager Verteilnetzbetreiber PREdistribuce.

Während der Projektlaufzeit von drei Jahren werden rollenspezifische Systemlösungen entwickelt und im Labor sowie im Feld erprobt und bewertet. Gefördert wird das Projekt dabei im Rahmen der Förderinitiative „Zukunftsfähige Stromnetze“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie.

Nutzung von Flexibilitäten im Verteilnetz – die Netzampel

Hier ist das Netzzusammenspiel zwischen Netzbetreiber, Anlagenbetreiber und Marktteilnehmer dargestellt

Für eine verbesserte Bewirtschaftung der Verteilnetze wird eine Netzampel diskutiert. Sie soll helfen, Erzeugung und Last lokal in Einklang zu bringen und die Netze zu entlasten.

Ein Zauberwort in der neuen Energiewelt heißt „Flexibilität(en)“. Um bei dem Bild der Verkehrskreuzung zu bleiben, soll dabei die in der Branche diskutierte Netzampel helfen, die Stromflüsse im Netz zu koordinieren und Überlastungen zu vermeiden. So wie die Ampel an der Verkehrskreuzung ordnet sie den Akteuren, Netzbetreibern und Marktteilnehmern eine bestimmte Handlung an bzw. beschreibt deren Interaktion. So soll geregelt werden, wie Flexibilitäten wie beispielsweise Batteriespeicher zum Einen marktorientiert und zum Anderen zur Vermeidung lokaler Engpässe netzkonform genutzt werden können. Für die Ausgestaltung der gelben Ampelphase, der Interaktionsphase, gibt es mittlerweile eine Vielzahl an Vorschlägen, z.B. die Einführung lokaler Flexibilitätsmärkte. Im Projekt grid-control entwickeln wir den Lösungsansatz des Modellversuchs „Flexibler Wärmestrom“ weiter und setzen einen dynamischen-quotenbasierten Netzampelansatz um. Dabei agiert der Verteilnetzbetreiber nicht als Marktteilnehmer sondern übermittelt den Flexibilitätsbedarf diskriminierungsfrei in Form von Nebenbedingungen für die Marktoptimierungen an die Marktteilnehmer. Zur Umsetzung der Netzampelphasen werden im Projekt verschiedene rollengerechte Systemlösungen für die beteiligten Akteure VNB, Marktteilnehmer und Anlagenbetreiber entwickelt und getestet.

Vernetzung dezentraler Anlagen zu einem Flächenkraftwerk

Ein weiteres Zauberwort der neuen Energiewelt heißt „Vernetzung“. Verteilnetze mit einer hohen installierten Leistung an dezentralen Erzeugungsanlagen werden sich zu Flächenkraftwerken entwickeln. Im Projekt grid-control wollen wir dezentrale Energieanlagen vernetzen und koordiniert ansteuern. In Zukunft könnte dies beispielsweise der Netzbetriebsführung ermöglichen, ein aggregiertes Wirkleistungsmanagement an einem Referenzknoten des Verteilnetzes (z.B. Umspannwerk) durchzuführen. D.h. beispielsweise bei einem Engpass im Übertragungsnetz könnte koordiniert und gezielt Einspeisung im Verteilnetz reduziert bzw. ein Sollwert am Referenzknoten vorgegeben werden.

Erprobung des Stromnetzes der Zukunft

Im Rahmen eines Feldtests im NETZlabor Freiamt der Netze BW werden die Konzepte und Systemlösungen ab Mitte 2017 unter Beteiligung von rund 40 Haushalten erprobt und bewertet. Dabei kommen neben Mess- und Steuertechnik u.a. Batteriespeichersysteme zum Einsatz. Auf die ersten Ergebnisse wird gespannt gewartet.

Austausch mit weiteren Energiewendebeschleunigern

Neben grid-control gibt es natürlich weitere Energiewendebeschleuniger, die ähnliche Fragestellungen untersuchen. Die Lösungsansätze können erstaunlicherweise ganz ähnlich aussehen oder auch in ganz neue Richtungen gehen. Dann gilt es sich auszutauschen und gemeinsam die Ansätze aus den verschiedenen Perspektiven zu beleuchten. So schaffen wir es, weitere Energiewendebeschleuniger zu vernetzen und gemeinsam ein so komplexes System wie das Energiesystem fit für die Zukunft zu machen.

Mehr Informationen zum Projekt: www.projekt-grid-control.de