CLS-Management in der Praxis. Die Flexibilität in den Griff bekommen.

Fachartikel für ew 10/2019, Titelthema „Intelligentes Messwesen“.

Noch ist der offizielle Startschuss für den Rollout intelligenter Messsysteme nicht gefallen. Dennoch sind die ersten Smart-Meter-Gateways bereits im Einsatz. Unternehmen wie RheinEnergie und Westfalen Weser Netz (WWN) interessiert dabei nicht nur die sichere Übermittlung der Verbrauchsdaten. Für sie hat vor allem das auf dem Gateway aufsetzende CLS-Management eine Schlüsselfunktion, wenn es darum geht, künftig die Flexibilitäten besser steuern und nutzen zu können.

Die künftige digitale Infrastruktur bildet die Basis für die Verbindung von über 1,5 Mio. Stromerzeugern und großen Verbrauchern. Dabei kann mit dem intelligenten Messsystem (iMSys) als sichere Kommunikationsplattform die vom Wetter abhängige Erzeugung aus Wind- und Sonnenenergie deutlich besser mit dem tatsächlichen Stromverbrauch ins Gleichgewicht gebracht werden, als es bisher möglich war. Dies bedeutet aber auch, dass jeder, der über Flexibilitäten verfügt, diese unabhängig von der Spannungsebene vermarkten können muss.

Lastabhängige Tarife und preisgesteuerte Haushaltsgeräte in einem Smart Home spielen in diesem Kontext noch keine große Rolle, denn sie sind noch nicht weit genug entwickelt und stoßen bei mangelnder Anwendungs“exibilität an Grenzen des Nutzerverhaltens. Auch Power-to-X-Anwendungen wie die Ladeinfrastruktur für Elektromobilität und elektrische Wärmeanwendungen bei Raumwärme und Warmwasserbereitung stehen noch am Anfang ihrer Entwicklung.

Außer dem Ausbau der Verteilnetze steht deswegen die Steuerung der Flexibilitäten im Fokus vieler Projekte. So auch bei den Feldtests von Rheinenergie und Westfalen Weser Netz, die gemeinsam mit GWAdriga in der Rolle als Smart-Meter-Gateway-Administrator und als aktiver externer Marktteilnehmer (aEMT) für das CLS-Management durchgeführt werden.

Virtueller Wärme-Strom-Pool der RheinEnergie AG

Die Rheinenergie AG hat unter anderem mit der Entwicklung eines virtuellen Kraftwerks auf die Megatrends Flexibilisierung, Dezentralisierung und Digitalisierung reagiert. Damit konnten zunächst die Betriebsweisen von Windenergie- und Solaranlagen sowie BHKW optimiert werden. Im Zuge des Projekts virtueller Wärme-Strom-Pool wurde der erste Schritt zur Nutzung von Flexibilität im Massenkundensegment unternommen.

Das Projekt konzentriert sich auf die Einbindung von Nachtspeicherheizungen (NSH). Diese sind bereits heute in nennenswertem Umfang vorhanden und haben ein hohes Flexibilitätspotenzial, das aufgrund veralteter Zähler- und Steuerungstechnik bislang nur unzureichend genutzt wird. Eine intelligente Vernetzung dieser Anlagen als “exible Last in Verbindung mit dem Betrieb eines virtuellen Kraftwerks kann einen deutlichen Beitrag zum Gelingen der Energiewende liefern (Bild links). […]

Projekt SynergieOWL der Westfalen Weser Netz GmbH

Im Rahmen des Forschungs- und Entwicklungsprojekts SynergieOWL erprobt Westfalen Weser Netz mit neun weiteren Partnern aus Wissenschaft und Industrie, ob Wärmeanwendungen (Power-to-Heat) und E-Mobilität (Power-to-Mobility) in Zeiten mit hohem Angebot an Strom aus erneuerbaren Energien verlagert werden können. Dabei wird auch untersucht, inwieweit sich ein intelligentes Lastmanagementsystem auf die künftige Netzausbauplanung und Netzstabilität auswirkt, wenn der Anteil volatiler Einspeiser und Lasten im Niederspannungsnetz steigen.

Im Projekt wurden mehr als 20 Modellhaushalte im Raum Ostwestfalen-Lippe ausgewählt und mit intelligenten Messsystemen ausgestattet. In den Haushalten liegen unterschiedliche Nutzungsszenarien und Kombinationen von Power-to-X-Anwendungen vor, sodass sich ein breites Spektrum von Möglichkeiten aufspannt. Auch in diesem Projekt wurden bestehende Rundsteuerempfänger durch Steuerboxen ersetzt. Diese erhalten über den Control Manager der BTC die Schaltbefehle, die auf Basis von Fahrplänen aus einem Leitsystem übermittelt werden (Bild rechts). Die Fahrpläne werden unter Einbeziehung aktueller Marktsignale und Netzzustände und unter Berücksichtigung des Engpassmanagements und von EEG-Prognosen in Anlehnung an das avisierte BDEW-Smart-Grid-Ampelkonzept durch die Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe erstellt und übermittelt.

Die Steuerboxen sind nicht direkt an den Schaltkontakt der Anlagen angeschlossen, sondern mit einer dezentralen Steuereinheit verbunden. Diese führt die Schaltungen an den Anlagen unter Berücksichtigung weiterer Faktoren aus, zum Beispiel der Raumtemperatur oder dem Ladezustand der Anlage. Das über die gesicherte transparente Datenkommunikationsverbindung der Steuerbox empfangene Signal wird als Marktsignal in die Bildung der Schalthandlung einbezogen.

Durch den Einsatz einer am Markt verfügbaren Steuerbox zur 4-stufigen Leistungsreduzierung gemäß den gesetzlichen Vorgaben durch das EEG werden drei Preiszonen und eine Veto-Funktion des Verteilnetzbetreibers gemäß § 14a EnWG berücksichtigt. Anhand dieser dezentral agierenden Schaltung ist auch eine Koordinierung von Markt und Netz möglich. […]

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