Bild: Fraunhofer ISE

Ohne Rollout zum Smart Grid

Fraunhofer hat mit den Stadtwerken Ahaus und anderen ein System zur Steuerung von Verteilnetzen entwickelt, bei der kleine Verbraucher und Erzeuger entweder per Rundsteuerung ab- und zugeschaltet werden oder dies selbst tun.

Das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) und die Stadtwerke Ahaus in Westfalen haben im Förderprojekt "Cheapflex" mehrere Privatkunden mit und ohne regelbare Kleinkraftwerke oder Verbrauchseinheiten in die Steuerung des Verteilnetzes einbezogen. Diese tragen damit zur Netzaussteuerung bei und werden dafür tariflich belohnt. Mit dabei in dem Feldtest, über den das ISE am Donnerstag berichtete, waren:

  • ein Blockheizkraftwerk – mit ihm fand auch der vorgeschaltete Labortest statt,
  • eine Wärmepumpe,
  • ein Nachtspeicher sowie
  • Photovoltaik-Batteriespeicher und
  • Elektrofahrzeuge.

Großhandelspreis korreliert stark mit lokalem Netzzustand

Die jeweiligen Betreiber bekamen von der Netzleitstelle jeweils am Vortag per Messaging-App einen Schaltplan, der den Hochtarif(HT)-/Niedertarif(NT)-Zähler steuert und der den Privatleuten zeigt, wann sie ihre Verbraucher oder Erzeuger ein- oder ausschalten sollen. Dabei richtet sich der Schaltplan nicht nur nach der örtlichen Last- und Photovoltaikerzeugungs-Prognose für den Folgetag, sondern vor allem nach den Ergebnissen der Day-ahead-Stromauktion. Die Wissenschaftler stellten nämlich fest, dass die dort erzielten Stundenpreise in ausreichend hohem Maße sogar mit dem lokalen Netzzustand korrelieren.

Für die Befolgung des Schaltplans wurden die Kunden in einem Zwei-Zonen-Stromtarif belohnt. Und diesen Anreiz nahmen sie offenbar gerne an und legten jedesmal begeistert die Schalter um: "Das Feedback war sehr positiv, sie zeigten großes Interesse an den flexiblen Stromtarifen und reagierten auf die Schaltzeiten."

Die Schätzung reicht allemal

Der ISE-Projektpartner TU Kaiserslautern entwickelte im Rahmen von "Cheapflex" ein Verfahren, mit dem der Netzzustand aus wenigen Messdaten heraus hinreichend genau geschätzt werden kann. Dazu bildete er Ersatzwerte für den Haushaltsverbrauch. Die Referenzmessungen im Feldtest in Ahaus wichen so wenig von den Schätzwerten ab, dass diese für die Verteilnetzsteuerung als völlig ausreichend angesehen wurden. "Ein Rollout von kostenintensiver Messinfrastruktur auf Haushaltsebene ist damit zur Umsetzung des entwickelten Konzepts nicht unbedingt erforderlich", so Wolfram Wellßow, Professor für Energiesysteme und Energiemanagement in Kaiserslautern.

Die Schaltpläne wurden nicht nur per Messenger verschickt, sondern per Rundsteuerung, wie sie bei der Straßenbeleuchtung üblich ist, über die Stromleitung im Frequenzbereich von 110 bis 2000 Hertz. Das Impuls-Protokoll dazu entwickelte Swistec. Die Endkunden hatten spezielle, aber kostengünstige Rundsteuerempfänger, die die Steuerungsdaten speicherten.

Offenes Energiemanagementsystem Marke ISE

War ein Energiemanagementsystem vorhanden, leiteten die Empfänger die Daten an es weiter, im Leittechnik-Protokoll IEC-60870. Das ISE hatte auf Basis der eigenen OpenMUC-Plattform ein Energiemanagementsystem entwickelt. "Cheapflex" wurde vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert. (geo)