Organisation intelligenter Netze
Organisation intelligenter Netze
Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien und den damit verbundenen stark volatilen Belastungsfällen für die Betriebsmittel des Verteil- und Übertragungsnetzes, steigt die Notwendigkeit von automatisierten Maßnahmen in der Betriebsführung intelligenter Energienetze. Da die Regelung der Maßnahmen zur Umsetzung eines solchen intelligenten Energienetzes mit einem hohen Komplexitätsgrad einhergeht, wurden in diesem Teilprojekt Konzepte zur Verteilung und Anpassung der Verantwortlichkeiten wie auch von Schnittstellen zwischen den Akteuren auf allen Netzebenen (Abstimmungskaskade) entwickelt. Hierzu wurden alle relevanten Funktionen und Netzebenen in einer Abstimmungskaskade integriert und die Abstimmung zwischen den Akteuren wie auch entsprechende Rollen- und Rechtevorgaben ausgestaltet. Weiterhin musste die Interaktion der Akteure auf den unterlagerten Netzebenen simuliert, evaluiert und für den Einsatz vorbereitet werden, so dass die Abstimmungsprozesse in einer verteilten Echtzeit-Simulation getestet werden konnten.
Ziel des Teilprojekts war der sichere und zuverlässige Betrieb des Gesamtsystems bei zunehmender dezentraler Erzeugung. Hierzu mussten (1) zum einen automatisierte Maßnahmen zur Regelung des Gesamtsystems, (2) Subsysteme koordiniert und deren Schnittstellen ausgebildet werden und (3) zum anderen Konzepte zur Verteilung und Anpassung der Verantwortlichkeit entwickelt werden.
Arbeitspaket AP 4.1 – Koordination TP 4 – Organisation intelligenter Netze
Innerhalb des Teilprojekts 4 koordinierte das Arbeitspaket 4.1 die Planung und Durchführung einer effizienten Umsetzung der Inhalte. Dazu wurde die Abstimmung und der Austausch im Teilprojekt gefördert, um den Transfer von Wissen und Ergebnissen zwischen den Arbeitspaketen wie auch mit anderen relevanten C/sells-Teilprojekten zu gewährleisten.
Arbeitspaket AP 4.2 – BUC 01 – Abstimmungskaskade
Arbeitspaket 4.2 koordinierte die Zusammenarbeit zwischen den Netzbetreibern unterschiedlicher Ebenen bis hin zum Betrieb der einzelnen Anlagen, was hier im Wege einer sogenannten Abstimmungskaskade definiert wurde. Von besonderem Interesse sind hier systemstützende Eingriffe mit Hilfe von Flexibilitätspotentialen (wie z.B. PV-Anlagen, aber auch Potentialen aus Microgrids). Dazu wurden Rollen und Verantwortlichkeiten definiert und Prozesse zum Datenaustausch und Vorgehensweisen in den Ampelphasen ausgestaltet.
Ziel des Arbeitspakets 4.2 war die Umsetzung der Anforderungen an einen sicheren Systembetrieb in einer Abstimmungskaskade. Dafür galt es, die Koordination der jeweiligen Maßnahmen mit allen Partnern innerhalb der Kaskade unter Berücksichtigung der abgestimmten Rahmenbedingungen zu definieren.
Im Rahmen einer Simulation sollte anhand von zu definierenden Szenarien die Wirksamkeit der Abstimmungskaskade und der damit verbundenen Prozesse und Informationsaustausche modelliert und nachgewiesen werden.
Arbeitspaket AP 4.3 – BUC 02 – Verteilnetzautomatisierung
Arbeitspaket AP 4.3 definierte die Automatisierung der Energieverteilungsnetze. Diese bildeten die Grundlage für eine Abwicklung der äußeren Abstimmungskaskade, indem sie die für die Entscheidungsprozesse erforderlichen Informationen im Netz und von den am Netz angeschlossenen Erzeugern, Verbrauchern und Prosumenten erfasste und bereitstellte. Dadurch konnten die in der Abstimmungskaskade definierten Szenarien innerhalb der Zelle oder zellübergreifend automatisiert aktiviert werden.
Ziel des Arbeitspakets war die Definition der Abstimmungskaskade innerhalb des Verteilnetzes, welche anschließend in einem System implementiert und durch Simulation getestet wurde. Anschließend sollte diese in einem Pilotprojekt umgesetzt werden. Abschließend wurde eine Untersuchung durchgeführt, in welchem Umfang intelligente Automatisierungskomponenten im Netz mindestens verbaut sein müssen, um die Abstimmungskaskade optimal zu unterstützen.
Arbeitspaket AP 4.4 – BUC 03 & 05 – Steuerung von Subnetzen und Anlagen
In Arbeitspaket 4.4 wurde die direkte Ansteuerung von einzelnen Anlagen oder Anlagenverbünden in Subnetzen im Rahmen der Abstimmungskaskade betrachtet. Dies bildete die technische Grundlage bei der Umsetzung der Optimierungsmaßnahmen sowohl innerhalb von jeweiligen Zellen als auch zellenübergreifend. Es wurden dabei einerseits Algorithmen zur optimalen Integration von Subnetzen sowie einzelnen Anlagen und andererseits zuverlässige, sichere und effiziente Schnittstellen an die Abstimmungskaskade erarbeitet und im Rahmen von Pilotversuchen erprobt. Darüber hinaus sollten ausgewählte weitere Aspekte untersucht und in Laborversuchen demonstriert werden. Diese befassten sich mit den Fragestellungen bezüglich der Systemstabilität und Versorgungssicherheit in zellularen Systemen. Hierbei wurde das Thema einer koordinierten Inselbildung sowie der Resynchronisation von Zellen schwerpunktmäßig betrachtet.
Aus der gemeinsamen Evaluation der Ergebnisse innerhalb des TP4 wurden Erkenntnisse gewonnen, die als Basis für die Umsetzung der Demonstrationsvorhaben in den Teilprojekten TP 6 und TP 7 dienten.
Arbeitspaket AP 4.5 – BUC 06 – Flexible Abstimmung Netz/Markt
Das Arbeitspaket 4.5 befasste sich mit der flexiblen Abstimmung der Netz- und Marktseite. Mit der Zunahme an volatiler Erzeugung im Netz, einem sich stark verändernden Verbrauchsverhalten und der Verlagerung der Erzeugung in die Verteilnetze, steigt der Bedarf an kurzfristig steuerbarer Erzeugungs-/Verbrauchsleistung (Flexibilität) auf allen Netzebenen. Zusätzlich ist hierdurch eine größere bidirektionale Abstimmung zwischen den Netzbetreibern notwendig, um die System- und Netzsicherheit wie gewohnt gewährleisten zu können. Damit Flexibilität zur Beseitigung von Engpässen bzw. Vermeidung von Notfallsituationen effizient netzdienlich eingesetzt werden kann, wurden im Arbeitspaket 4.5 operative Verfahren zur Abstimmung der Netzbetreiber untereinander wie auch mit den Marktakteuren erarbeitet. Es galt die Rollen am Markt und im Netz zu prüfen, gegebenenfalls anzupassen und insbesondere ihre Schnittstellen zu konkretisieren, für eine erfolgreiche Kommunikation und Abstimmung zwischen Netz und Markt.
Ziel des Arbeitspakets 4.5 war die Deckung des Bedarfs der Netzseite an Flexibilität mittels wettbewerblicher Mechanismen und die Entwicklung von abgestimmten Einsatzkonzepten, um sicherzustellen, dass angebotene Flexibilität mit dem größtmöglichen Nutzen für alle Zellen zum Einsatz kommt. Weiterhin sollte der Datenaustauschbedarf der Netzbetreiber und Marktakteure abgebildet und innerhalb der Simulation und Demonstrationen erprobt werden.