Freitag, 8. November 2024

ForschungSysteme stabilisieren

[06.11.2023] Die Projekte CACTUS und Optinetz Bosbüll erforschen die Optimierung des Netzbetriebs durch Flexibilitätspotenziale. Das Ziel ist eine effiziente und nachhaltige Energieversorgung.
Für eine effiziente Energienutzung ist die ganzheitliche Betrachtung des Energiesystems unabdingbar.

Für eine effiziente Energienutzung ist die ganzheitliche Betrachtung des Energiesystems unabdingbar.

(Bildquelle: VIVAVIS AG)

Zur Erreichung der Klimaziele sind die Dekarbonisierung und die damit verbundene Energiewende unumgänglich. Für die Versorgungssicherheit sind hingegen die Netzstabilität und -sicherheit in der Versorgung Kritischer Infrastruktur wie Gas, Wasser und Elektrizität essenziell. Die aktuelle Systemstabilität beruht überwiegend auf gut ausgebauten Netzen. Jedoch nehmen sowohl die Elektrifizierung als auch die Dynamik in den Verteilnetzen durch Photovoltaikanlagen, E-Mobilität und Wärmepumpen immer weiter zu. Damit wird ein digitalisiertes und intelligentes Verteilnetz unverzichtbar, um Flexibilitäten optimal zu nutzen und damit die Systemstabilität zu gewährleisten.
Ein Baustein der zukünftigen Energieversorgung ist die Vor-Ort-Versorgung. Dazu gehört der gezielte Einsatz von lokalen Energiequellen wie etwa Solarstrom, der dann mit dem Netz und dem Energiemarkt abgestimmt wird. Eine sektor­übergreifende Betriebsführung ist in diesem Kontext zielführend, um die Energie ganzheitlich effizient zu nutzen. Diese Aspekte der Systemflexibilisierung erfordern eine ganzheitliche Betrachtung der einzelnen Komponenten. Nur so kann der Energieeinsatz optimiert und gleichzeitig die Versorgungssicherheit gewährleistet werden. Insgesamt sind viele Partnerkomponenten notwendig. Die Kommunikation zwischen ihnen ist ein Schlüsselelement für die sichere und stabile Energieversorgung der Zukunft.

Netzauslastung optimieren

Das vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) gestartete Forschungsprojekt „Connect, Assist & Control: Transparenz und Systemstabilität für Smart Energy Systeme“ (CACTUS), an dem sich auch das Unternehmen Vivavis beteiligt, zielt auf eine optimierte Netzauslastung und Energienutzung im Verteilnetz ab. Dazu sollen Flexibilitäten eingebunden und durch marktseitige Steuerung gezielt genutzt werden. Marktseitige Steuerungsmöglichkeiten sind derzeit kaum implementiert, sodass die Schnittstellen zur Kommunikation (Connect) im Energiemarkt ein wesentlicher Bestandteil des Projekts sind. Durch die Kommunikation in Form von Preissignalen – real und virtuell – soll Strom günstiger bezogen, aber auch eine höhere Anschlussleistung für Lade-Cluster ohne Netzausbau freigegeben werden. Auch die Prognose von Netzengpässen und deren Visualisierung unterstützt Netzbetreiber beim Betrieb des Netzes (Assist). Netzbetreiber werden so in die Lage versetzt, Netzengpässen durch geeignete Preissignale vorzubeugen oder diese aufzulösen (Control).
Auch im Forschungsprojekt „Betriebsoptimierung des Wärmenetzes einschließlich der Nutzung von Überschussstrom aus Windkraftanlagen und Photovoltaik sowie Abwärme aus der Wasserstoffproduktion in der Gemeinde Bosbüll“ (Optinetz Bosbüll) des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE, an dem sich Vivavis ebenfalls beteiligt, steht die Optimierung im Vordergrund. Der Fokus liegt hier unter anderem auf lokalen elektrischen Netzen mit einem hohen Anteil an erneuerbaren Energien in den Phasen des Stromüberschusses. Die vorhandene Überschussenergie sollen Elektrolyseure als Flexibilität systemdienlich nutzen, indem die Abwärme aus der Wasserstoffproduktion in das Wärmenetz eingespeist wird.

Interoperabilität gewährleistet

Um die Markteinbindung und eine netzdienliche Steuerung zu erreichen, ist eines der Kernelemente von CACTUS die Kommunikation zwischen den beteiligten Marktteilnehmern. Das Unternehmen Vivavis konzentriert sich dabei auf die Anbindung von Charge Point Operators über OpenADR sowie auf Prognose-Informationen über das CIM-Protokoll an die Netzleittechnik. Außerdem sollen Steuersignale und Fahrplanwerte aus der Netzleittechnik an die Infrastruktur des intelligenten Messsystems (iMSys) ausgegeben werden. Durch die Verwendung offener und standardisierter Kommunikationsmodelle ist auch die Interoperabilität und Erweiterbarkeit gewährleistet.
Im Projekt Optinetz werden neben den technischen Aspekten auch wirtschaftliche und regulatorisch-rechtliche Aspekte untersucht. Das betrifft insbesondere den wirtschaftlichen Betrieb von lokalen Photovoltaik- und Windkraftanlagen nach dem Auslauf der EEG-Vergütung und den Ansatz motivierender Tarifmodelle. Für die Kommunikation werden die Partner über eine Schnittstelle an die Software-Plattform von Vivavis angebunden. Das ermöglicht einen interoperablen Austausch der systemrelevanten Daten für KI-basierte Auswertungen und Prognosen im Bereich der Betriebsführung und somit eine Optimierung des Gesamtsystems. Des Weiteren sollen die aus Opti­netz gewonnenen Erkenntnisse analysiert und daraus zu entwickelnde Geschäftsmodelle identifiziert werden, um als wegweisendes Leuchtturmprojekt die Übertragbarkeit auf ähnliche Gegebenheiten zu ermöglichen.

Energiewende beschleunigen

Beide Projekte erlauben die Verknüpfung und Kommunikation der Teilnehmer in der Energieversorgung und erzielen Fortschritte für eine effiziente Energienutzung. Durch das Projekt CACTUS können insbesondere Netzengpässe reduziert und das Gesamtangebot an elektrischer Energie regional und zeitlich optimal genutzt und verteilt werden. Das führt zu einer optimierten Netzauslastung und Energienutzung im Verteilnetz. Die detaillierte Analyse der Betriebsstrategien in Kombination mit dem umfassenden Monitoring innerhalb des Leuchtturmprojekts Optinetz Bosbüll führt zu einer geeigneten Datengrundlage für die Übertragbarkeit auf weitere Projekte dieser Art. Die Durchführung des beschriebenen Vorhabens kann in der schleswig-holsteinischen Gemeinde Bosbüll eine nahezu klimaneutrale Wärmeversorgung ermöglichen und als Beispiel für andere Gemeinden oder Regionen dienen.
Für eine effiziente und nachhaltige Energieversorgung sind die Optimierung des Netzbetriebs durch Flexibilitätspotenziale und die Verknüpfung mit dem Markt sowie eine ganzheitliche Betrachtung des Energiesystems unabdingbar. Die Projekte Optinetz Bosbüll und CACTUS können diese Aspekte verbinden und so die Energiewende beschleunigen. Vivavis bringt in beide Projekte seine Expertise im Bereich Kommunikationsinfrastruktur und Netzleittechnik ein, um eine erfolgreiche Umsetzung der entwickelten Konzepte zu ermöglichen und damit einen Beitrag zur Energiewende zu leisten. Zum einen unter dem Aspekt der ganzheitlichen Betrachtung Kritischer Infrastrukturen, zum anderen unter dem Aspekt der Betriebsoptimierung.

Carola Krug und Sven Sauerbaum sind wissenschaftliche Mitarbeiter und Referenten für Standardisierung und Förderprogramme bei der VIVAVIS AG.




Anzeige

Weitere Meldungen und Beiträge aus dem Bereich: Netze | Smart Grid
Das Bild zeigt eine Situation in einem Testlabor.

Smight: Neue Lösung für Netzstabilität

[07.11.2024] Der 14a-Lastmanager von Smight wurde erfolgreich unter realitätsnahen Bedingungen getestet. Zusammen mit dem SMIGHT IQ Copilot kann nun die gesamte Prozesskette zur Erkennung und Steuerung von Netzüberlastungen abgedeckt werden. mehr...

Cunewalde: Ortsnetzstation mit Grips

[06.11.2024] Cunewalde erhält eine intelligente Ortsnetzstation. Für die Gemeinde und SachsenEnergie ist dies ein wichtiger Schritt für Digitalisierung und Transparenz des kommunalen Stromnetzes. mehr...

Das Bild zeigt die Leitstelle des Elektrizitätswerks der Stadt Zürich. Zu sehen ist ein Mitarbeiter vor mehreren Überwachungsbildschirmen.

Zürich: ewz nutzt Leitsystem ControlStar

[04.11.2024] Um die Netzsicherheit und -effizienz zu erhöhen, hat sich das Elektrizitätswerk der Stadt Zürich (ewz) für das Leitsystem ControlStar des IT-Anbieters Kisters entschieden. Das neue System bietet erweiterte Funktionen zur Fehlererkennung und Regelenergie sowie zur automatisierten Datenanalyse. mehr...

Bundesnetzagentur: Niedrigere Netzentgelte im kommenden Jahr

[28.10.2024] Ab Januar 2025 können Verbraucher in Regionen mit starker Wind- und Sonnenenergieerzeugung von deutlich reduzierten Netzentgelten profitieren. Die Bundesnetzagentur setzt dabei auf eine faire Kostenverteilung und sieht insbesondere für Haushalte spürbare Einsparungen vor. mehr...

Das Bild zeigt eine riesige Kabeltrommel mit Erdkabeln, die in einen Graben verlegt werden.

SuedLink: Erste Kabel verlegt

[23.10.2024] Der Kabelhersteller Prysmian hat mit der Verlegung der ersten Erdkabel für SuedLink begonnen. Die Leitung soll sauberen Strom aus Norddeutschland in den Süden bringen. mehr...

Das Bild zeigt das Innere einer Trafokompaktstation der Stadtwerke Völklingen Netz.

Stadtwerke Völklingen: Valide Daten für die Netzplanung

[21.10.2024] Die Stadtwerke Völklingen Netz setzen auf moderne Messtechnik, um das Stromnetz zukunftssicher zu machen. Mit digitalen Lösungen zur präventiven Netzüberwachung sorgt das Unternehmen für eine stabile Energieversorgung in der Region. mehr...

Netzleitstand: Eine minutenaktuelle Netzzustandserfassung löst bei Bedarf eine dynamische Ad-hoc-Steuerung aus.

Netzsteuerung: Grenzen Digitaler Zwillinge

[15.10.2024] Mit einer Kombination aus Digitalem Zwilling und Niederspannungsleitsystem können Netzbetreiber einen wichtigen Teil der §14a-Prozesse umsetzen. Der letzte noch fehlende Baustein ist ein massendatenfähiges Flexibilitätsmanagement. mehr...

Abgebildtet ist das Umspannwerk Mentzing mit Supraleiter-Kabel im Vordergrund.

München: Erster Supraleiter in Betrieb

[11.10.2024] Der Netzbetreiber SWM Infrastruktur hat zusammen mit Partnern einen 110.000-Volt-Supraleiter entwickelt und im Münchner Stromnetz erfolgreich getestet. Der Prototyp könnte die Grundlage für die Stromversorgung der Zukunft bilden. mehr...

Einfach und schnell: Der Einbau der Smight-Technologie erfolgt von den Mitarbeitenden selbst.

Stadtwerke Frankenthal: Lösungen für ein stabiles Stromnetz

[26.09.2024] Um ihr Stromnetz besser überwachen und planen zu können, setzen die Stadtwerke Frankenthal auf die Messlösung SMIGHT Grid2. Damit wollen sie Überlastungen frühzeitig erkennen und das Netz fit für die Zukunft machen. mehr...

Oberhausener Netzgesellschaft rüstet ihre Ortsnetzstationen mit SMIGHT Grid2 aus.

OB Netz: Digitale Netztransparenz

[09.09.2024] Die Oberhausener Netzgesellschaft nutzt jetzt Echtzeitdaten, um ihr Niederspannungsnetz besser zu überwachen und effizienter zu planen. Mit der neuen Sensorik von Smight können Stromflüsse und Spannungen minutengenau erfasst werden. mehr...

Neues Umspannwerk: Stadtwerke Bochum reagieren auf den steigenden Strombedarf.

Stadtwerke Bochum: Neues Umspannwerk in Betrieb

[02.09.2024] Nach vierjähriger Bauzeit haben die Stadtwerke Bochum ein neues Umspannwerk in Betrieb genommen. Die Anlage soll den steigenden Energiebedarf decken und die Energieversorgung des innovativen Bochumer Gewerbegebiets MARK 51°7 sicherstellen. mehr...

Messtechnik: Nachrüst-Lösung für Ortsnetzstationen

[23.08.2024] Um Netzbetreibern eine einfache und schnelle Umrüstung ihrer Messtechnik gemäß den Anforderungen des Energiewirtschaftsgesetzes zu ermöglichen, hat Socomec eine modulare All-in-One-Lösung entwickelt. mehr...

rku.it: SW Magdeburg ist Neukunde

[14.08.2024] rku.it hat die Städtischen Werke Magdeburg als Neukunde im Bereich SMGWA und MDM gewonnen. mehr...

Umspannwerk: Stadtwerk am See simuliert das Stromnetz der Zukunft.

Stadtwerk am See: Mit KI zur Netzstabilität

[12.08.2024] In einem Forschungsprojekt hat das Stadtwerk am See einen intelligenter Regler entwickelt, der mithilfe von KI das Stromnetz überwachen und in Echtzeit stabilisieren kann. Ziel ist es, die Netze effizienter zu machen und unnötigen Ausbau zu vermeiden. mehr...

Spatenstich für neues Schalthaus: Stadtwerke Bayreuth investieren in das Stromnetz der Zukunft.

Stadtwerke Bayreuth: Modernes Schalthaus im Bau

[09.08.2024] Die Stadtwerke Bayreuth investieren fünf Millionen Euro in ein neues Schalthaus. In den Bau fließen Erkenntnisse aus einem Forschungsprojekt zum Stromnetz der Zukunft ein. mehr...