Strommarkt- und netzorientiertes Energiemanagement von flexiblen Verbrauchseinrichtungen auf Basis resilienter Steuerungsfunktionen (RESIGENT)

Abstract

Um Überlastungen im Stromnetz zu vermeiden, wurde im BMWK-geförderten Projekt RESIGENT ein KI-gestütztes Sensorsystem entwickelt, das im Verteilnetz des Stadtwerks Haßfurt in einem Pilotversuch getestet wurde. Die Elektromobilität und Energiewende haben große Auswirkungen auf den Strommarkt und das Stromnetz. Beispiels-weise gibt immer mehr Elektroautos, die gleichzeitig und für die Fahrzeuginhaber flexibel geladen werden müssen. Es gibt nur wenige Möglichkeiten, den Stromverbrauch zu steuern und für Verbraucher kaum Anreize, ihr Verhalten so anzupassen, dass die Stabilität des Gesamtnetzes gewährleistet bleibt. Es müssen daher neue Systemkon-zepte, Schnittstellen und Marktmodelle her. Hier setzt das Projekt RESIGENT an: Um Überlastungen im Stromnetz zu vermeiden, wurden im Projekt drei Hauptkomponenten entwickelt: eine KI-gestützte Koordinierungsfunktion (KOF), ein lokales Energiemanagement-System (EMS) für Haushalte und ein Sensorsystem, das in den Schaltanlagen des Verteilnetzes für die Netzzustandsanalyse eingesetzt wird. Die Komponenten wurden zu einem Gesamtsystem zusammengefügt und in ausgewählten Haushalten getestet. Das Stadtwerk Haßfurt hat als Projektpartner und Netzbetreiber Interessenten für den Pilotversuch angeworben und Teile seines Netzes zur Verfügung gestellt. Die KOF analysiert den Stromverbrauch aus den aktuellen Messdaten des Verteilnetzes, sowie aus den EMS in den Häusern. Zusammen mit weiteren Informationen, wie Wetterprognosen und Lastprofilen, prognostiziert die KOF den Lastzustand des Netzes. Droht eine Überlastsituation, wird der Netzbetreiber informiert, damit dieser rechtzeitig steuernd eingreifen kann. Projektziel war es, solche Ausnahmesituationen durch selbstregelnde Mechanismen zu vermeiden. Daher wurden für die am Projekt teilnehmenden Haushalte Anreize geschaffen, ihren Stromverbrauch in Zeiten mit weniger Bedarf zu verschieben. Flexible Stromtarife und Bedarfsprognosen helfen dabei. Dazu generiert die KOF sich stündlich ändernde Strompreise und stellt diese durch das EMS den Haushalten zur Verfügung. Diese können dann ihren Verbrauch anpassen und über eine Smartphone-App zum Beispiel das Laden ihres Elektroautos in einen „günstigen“ Zeitbereich schieben, beispielsweise in die Nacht oder in eine Zeit, in dem viel Energie durch Photovoltaikanalagen eingespeist wird. RESIGENT demonstrierte, wie digitale Technologien basierend auf den Anforderungen aus §14a des Energiewirtschaftsgesetzes eine automatische Regelung für ein zuverlässiges Stromnetz ermöglichen können.