Analyse der Zuverlässigkeit von Algorithmus und Kommunikation einer dezentralen Steuerungslösung für die Niederspannung mittels Reallabor

Inhalt:
Die zunehmende Anzahl dezentraler Erzeugungsanlagen sowie steuerbarer Verbrauchseinrichtungen (SteuVE), insbesondere Elektromobilität und Wärmepumpen, führt zu neuen Herausforderungen für den effizienten Betrieb der Versorgungsnetze. Eine Herausforderung ist die Überlagerung der volatilen, schwer planbaren Einspeisung von dezentralen Anlagen und dem Verbrauch von flexiblen Lasten. Für Verteilnetzbetreiber (VNB) ist das netzdienliche Lastmanagement eine mögliche Alternative zum Netzausbau, die Minimierung von Lastspitzen ermöglicht und somit die Effizienz des Netzes erhöhen kann. Werden flexible Lasten nicht oder beispielsweise durch zentrale Preissignale gesteuert, kann dies zu lokalen und zeitlichen Einspeise- oder Lastspitzen führen. Dass eine dezentrale Steuerung unter den gegebenen Rahmenbe-dingungen bereits heute zuverlässig einsatzbereit ist und wie eine Kommunikationsverbindung zwischen VNB und Steuerbox für den sogenannte Notbefehl mit bestehender Technologie möglich ist, zeigen die nachfolgenden Analysen. Im Rahmen eines Forschungsprojekts wird ein dezentraler Ansatz zur netzdienlichen Steuerung flexibler Lasten entwickelt und erprobt. Dazu wurden ca. 70 Module bei privaten Haushalten im ländlichen und städtischen Netzgebiet im Rahmen eines Reallabors verbaut. Die Module messen vor Ort am Hausanschlusspunkt Spannung und Strom und errechnen mit Hilfe eines Algorithmus aus den Messdaten den lokalen Netzzustand. Entsprechend dem Netzzustand werden die flexiblen Lasten netzdienlich geschaltet. Anhand von statistischen Analysen des Reallabors zeigt die nachfolgende Veröffentlichung, dass das Konzept bereits heute unter Einhaltung der gesetzlichen Rahmenbedingungen nach EnWG §14a sowohl im Stadt- als auch im Landnetz einsatzfähig ist. Ein Vorteil des dezentralen, autarken Ansatzes gegenüber einem zentralen Konzept ist der geringe Kommunikationsauf-wand zwischen Steuerbox und externem Marktteilnehmer. Jedoch erfordert auch dieser Ansatz Kommunikation in Ausnahmefällen, um die Übertragung eines sogenannten Notbefehls seitens VNB zu gewährleisten. Die informative Datenübertragung im Reallabor wurde über Mobilfunk mit Multi-SIM-Karten realisiert. Bei dem dezentralen Ansatz ist für die netzdienliche Steuerung keine Echtzeitkommunikation erforderlich, weshalb die Steuerung robust funktioniert. Das Reallabor jedoch zeigt auch, dass die Messdaten-Übertragung in der Praxis keine zuverlässige zeitnahe Steuerung gewährleisten kann. Anhand der im Paper gezeigten, eingehenden Analyse der Datenübertragung aus dem Reallabor wird der heutige Einsatz zentraler Lastmanagementkonzepte, die auf einer stabilen Kommunikation aufbauen, mit der derzeitigen Infrastruktur als unzuverlässig eingeschätzt. Um zentrale Konzepte etablieren zu können, ist ein enormer Investitionsaufwand in die Kommunikationsinfrastruktur sowie Datenauswertung notwendig. Ein dezentraler Ansatz ist zum jetzigen Zeitpunkt schneller und effektiver flächendeckend einsatzbereit.