Schwankungen von Angebot und Nachfrage besser zu bewältigen, schafft eine Hauptrolle für erneuerbare Energien
Die globale Energieinfrastruktur entwickelt sich rasant weiter, von einer primär groß angelegten zentralen Erzeugung und Verteilung hin zu einem Mix aus kleinen und mittleren dezentralen Energieressourcen und Energiespeichersystemen. Diese haben einen wachsenden Anteil an diskontinuierlich zur Verfügung stehenden erneuerbaren Energiequellen. Mit dieser Komplexität geht die Flexibilität einher, je nach Angebot und Nachfrage in Echtzeit frei zu kombinieren. Mit virtuellen Kraftwerken ist dieses Ziel erreichbar. Das EU-finanzierte Projekt EdgeFLEX erweitert das derzeitige Modell virtueller Kraftwerke um ein VPP-System, das mehrschichtigen Kontrollebenen integriert und den Weg zu einem vollständig erneuerbaren Energiesystem ebnet.
Großflächige Netze, die lokale Knotenpunkte integrieren
Haushalte und Gemeinden erzeugen und speichern zunehmend Energie vor Ort. Sie haben sich von Verbrauchenden zu Prosumierenden entwickelt, die also sowohl Energie erzeugen, als auch verbrauchen. Darüber hinaus besteht inzwischen auch eine Nachfragesteuerung, bei der Anreize geschaffen werden, um die Kundschaft zu einer Änderung ihres Energieverbrauchsverhaltens zu bewegen. Virtuelle Kraftwerke gibt es seit etwa zwei Jahrzehnten. Sie vernetzen und optimieren dezentrale Energieressourcen, einschließlich solcher, die erneuerbare Energien nutzen, und gleichen die variable Erzeugung und die flexible Nachfrage aus. EdgeFLEX verbessert deren Betrieb mit seiner neuartigen mehrschichtigen Architektur virtueller Kraftwerke, die Kontrollsysteme auf Basis von Frequenz und Trägheitsmoment mit dynamischer Drehzeiger-Spannungsregelung integrieren und 5G-Kommunaktion nutzen. Die Plattform wird lokale Energiegemeinschaften und anderen Formen energiebezogener Gesellschaftsverbände mit einer verbesserten Nachfragesteuerung unterstützen, bei der 5G-gestützte Edge-Clouds verstreute Geräte nahezu in Echtzeit miteinander verknüpfen. Sie wird es den virtuellen Kraftwerken außerdem gestatten, mit den Märkten zu interagieren, die Nebenleistungen anbieten, die den Netzbetreibern helfen, ein zuverlässiges Stromsystem zu bewahren.
Die schnellen Edge-Dienstleistungen und die langsamen Marktdynamiken des Tages optimieren
EdgeFLEX hat Hardware- und Softwarelösungen ausgearbeitet, die seine Plattform für virtuelle Kraftwerke unterstützen, darunter Edge-verbundene Einheiten für die Überwachung und Steuerung der schnellen Dynamik, eine neuartige 5G-Programmierschnittstelle für die Verwaltung von Edge-verbundenen Geräten und das FlexOffer-Protokoll, das Prosumierenden und anderen Beteiligten den ganzen Tag über den automatisierten flexiblen Handel erlaubt. Im Projekt werden die theoretischen und modellhaften Ergebnisse durch drei Feldversuche und Labortests ergänzt. Das Konsortium leistet zudem einen aktiven Beitrag zu Normen und Vorschriften auf europäischer Ebene, die Hindernisse für die Einführung abbauen. So wurde das edgePMU-Gerät, das die Beobachtbarkeit des Netzes verbessert, in die Standards des 3rd Generation Partnership Project (3GPP) aufgenommen, in dem sieben Gremien zur Entwicklung von Telekommunikationsstandards für 3G und mehr zusammengeschlossen sind. EdgeFLEX erforscht außerdem Finanzinstrumente und Geschäftsszenarien, um Investitionen in erneuerbare Energien über Subventionsregelungen hinaus zu vereinfachen. Das Team, das sich nun im letzten Jahr des Projekts befindet und bisher 21 von Fachleuten begutachtete Artikel veröffentlicht hat, bereitet eine Zusammenfassung der Pilot- und Laborergebnisse vor. EdgeFLEX und seine mehrschichtige Plattform und Technologien für virtuelle Kraftwerke könnten schon bald Edge-verbundene Überwachungsgeräte, lokale Gemeinschaften und Flexibilitätsmärkte auf dem Weg zu einem vollständig erneuerbaren, dynamisch adaptiven und stabilisierten Energiesystem unterstützen.
Schlüsselbegriffe
EdgeFLEX, Edge, verteilte Energiequelle, RES, 5G, erneuerbare Energiequelle, virtuelles Kraftwerk