Verbundvorhaben: Digitale Energieservices für Verteilnetze mit integrierter Ladeinfrastruktur für Elektromobilität (DEServE); Teilvorhaben: Zustandsraumbasierte Netzsimulationen cluster-orientierter motivationsbasierter Energiemanagementsysteme mit Echtzeitdemonstration

Abstract

Kernpunkte des Projekts DEServE sind die Entwicklung eines clusterorientierten, motivationsbasierten Energiemanagementsystems (ECS-System), dessen hierarchischer, den Netzebenen folgenden unidirektionalen Kommunikationsstruktur und einer Methodik der kumulativen Anreizbildung. Die monetären Anreize werden hierbei aus den bei der Belastung von Betriebsmitteln, exponentiell sich beschleunigenden thermischen Alterungsvorgängen und den resultierenden Abschreibungen für eine vorzeitige Erneuerung dieser clusterscharf abgeleitet und kumuliert. Die Beeinflussung der Leistungsflüsse im ECS-System erfordert hierbei keine Prognosedaten z.B. aus Wettervorhersagen. Ein wesentliches Ziel ist es, die Wirkung einer netzdienlichen Steuerung von Flexibilitäten, insbesondere von Ladeinfrastrukturen zu untersuchen, mit Echtzeitdaten und einem Hardware-in-the-Loop (HIL) Ansatz zu demonstrieren und zu validieren. Mittels einer HIL-Simulation werden im Netz erfasste Echtzeitdaten einem Simulationsmodell zugeführt, das eine zustandsraumbasierte Lastflusssimulation realisiert. Nicht messbare Lasten werden durch Ästimationstechniken abgeschätzt. Die so abgeleiteten Netzzustände ermöglichen eine Berechnung der sich hieraus ergebenden Motivationen, die an die entwickelten Ladesystemsteuerungen übergeben werden, um einen auch aus Netzsicht optimalen Arbeitspunkt zu bestimmen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens konnte gezeigt werden, dass die Integration größerer Ladeinfrastrukturen durch Verfahren, die die Netzauslastungen erfassen und bewerten, ohne größeren Netzausbau möglich ist. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass durch eine netzorientierte Steuerung von Ladeinfrastrukturen und anderen großen Netzteilnehmern eine netzentlastende Wirkung erreicht werden kann, wodurch sich die rechnerischen Lebensdauern der Netzbetriebsmittel erhöhen können. Der im Projekt entworfene Digitale Zwilling (SIL-Simulation) bildet eine Basis zur Übertragung der Gesamtmethodik in eine cloudbasierte Gesamtlösung.