Im Rahmen des Projekts Cheap Flex haben Forscher des Fraunhofer ISE zusammen mit Partnern eine Lösung für die Steuerung von flexiblen Lasten entwickelt. Sie nutzen dafür die bewährte Rundsteuertechnik, um über dynamische Stromtarifen ein intelligentes Netz aufzubauen.
Das Fraunhofer ISE hat zusammen mit Projektpartnern eine Lösung für die Nutzung von flexiblen Lasten mittels Rundsteuergeräte entwickelt. Ziel dabei war es, eine möglichst preiswerte Lösung als Ersatz zu teuren Smart-Metering-Systemen zu entwickeln. „Die von uns genutzte Rundsteuertechnologie ist eine seit mehr als 100 Jahren bewährte, robuste und sichere Basistechnologie zur Steuerung von Verteilnetzen, die heute auf Basis von preiswerten Mikroprozessorempfängern gefertigt wird“, erklärt Christof Wittwer, Abteilungsleiter Intersektorale Energiesysteme und Netzintegration am Fraunhofer ISE, die Entscheidung für die Nutzung von Rundsteuergeräten.
Verbrauchssteuerung über flexible Stromtarife
Über diese kann der Netzbetreiber über das Verteilnetz Steuerungsdaten an die Stromverbraucher und Betreiber von Photovoltaikanlagen senden, um diese fernzusteuern. Dabei gibt der eigentliche Rundsteuerempfänger die Signale aus dem Netz an die Geräte und Anlagen im Gebäude weiter. Diese Technologie wird klassischerweise auch für die Umschaltung von Mehrtarifstromzählern bei flexiblen Strompreisen genutzt. Aber auch zur Abschaltung von großen Verbrauchern im Rahmen des Netzengpassmanagements kommt die Rundsteuertechnik zum Einsatz.
Im Rahmen des Projekt „Cheap Flex“ greifen die Wissenschaftler auf diesen Ansatz zurück. Dazu haben sie zweistufige Tarifpläne jeweils für den Folgetag entwickelt, die auf den Day-Ahead-Börsenstrompreisen und dem erwarteten Verbrauchsverhalten beruhen. Über ein von Swistec entwickeltes Impulsprotokoll werden diese Daten an die Rundsteuerempfänger geschickt. Diese speichern die Informationen ab und stellen sie über ein standardisiertes Leittechnikprotokoll dem Energiemanagement im Gebäude zur Verfügung. Dieses greift auf die Daten zurück und steuert auf deren Basis die Verbraucher.
Netzsteuerung mit wenigen Messwerten
Damit der Netzbetreiber auch direkt auf die steuerbaren Lasten zugreifen kann, braucht er Informationen über den Netzzustand. Da die notwendigen Messeinrichtungen im Verteilnetz aber kaum vorhanden sind, haben die Wissenschaftler von der TU Kaiserslautern im Rahmen des Projekts eine Lösung entwickelt, wie der Netzbetreiber den Netzzustand auf der Basis weniger Messwerte gut abschätzen kann. Dabei gingen die Forscher davon aus, dass die Verteilung dieser Lasten für einzelne Zeitpunkte gut vorhersehbar ist. Sie legten eine dreiphasige Netzzustandsschätzung auf Eingangsdaten mit vielen Ersatzwerten aus, die im Feldbetrieb mit Referenzmessungen verglichen wurde. Die Abweichungen der geschätzten Spannungs- und Stromwerte gegenüber dem gemessenen Referenzwert wurden dabei für die Netzführung von Verteilnetzen als vollkommen ausreichend angesehen. „Ein flächendeckender Rollout von kostenintensiver Messinfrastruktur auf Haushaltsebene ist damit zur Umsetzung des entwickelten Konzepts nicht unbedingt erforderlich“, betont Wolfram Wellßow, Professor für Energiesysteme und Energiemanagement an der TU Kaiserslautern. (su)
