Ausweitung der Anlagen virtueller Kraftwerke, Ausbau des Anteils erneuerbarer Energiequellen
Die globale Energielandschaft verändert sich schnell. Ausgedehnte, zentralisierte Kraftwerke werden durch kleinere, dezentrale Energie-Ressourcen ersetzt, bei denen es sich häufig um erneuerbare Energiequellen handelt. Es wurden virtuelle Kraftwerke geschaffen, um dezentrale Energie-Ressourcen mittlerer Größe (mindestens 2 Megawatt) wie Sonne, Wind und Biomasse zu bündeln. Mithilfe virtueller Kraftwerke werden die Energie und die Flexibilität der aggregierten Anlagen dezentraler Energie-Ressourcen aktiv prognostiziert, dispatcht und gehandelt und sie spielen eine wichtige Rolle bei der Stabilisierung der Stromnetzspannung angesichts der intermittierenden erneuerbaren Energiequellen Sonne und Wind. Mit der zunehmenden Anteil erneuerbarer Energiequellen steigt auch die Notwendigkeit, sowohl die Frequenz als auch die Spannung zu stabilisieren. Das EU-finanzierte Projekt EdgeFLEX hat dies möglich gemacht. Die Plattform bietet einen schnellen und dynamischen Service-to-Grid-Betrieb und ermöglicht es virtuellen Kraftwerken gleichzeitig, lokale Energiegemeinschaften zu unterstützen, indem der von Haushalten und kleinen Unternehmen erzeugte Strom gebündelt und verkauft wird.
5G- und Edge-gestütztes Management dezentraler Energie-Ressourcen
Die Überwachung, Steuerung und Verwaltung großer dezentraler Energie-Ressourcen wird zu einem Hindernis für einen höheren Anteil erneuerbarer Energiequellen. 5G-Mobilfunknetze und IoT ermöglichen eine größere Autonomie und die Nutzung der Ränder des Netzes und des Funknetzes, um Probleme lokal und nicht zentral zu lösen. „In EdgeFLEX wurde eine bahnbrechende 5G-Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) entwickelt, die es Energieversorgern erleichtern wird, Geräte im Feld anzuschließen und zu verwalten und ihre Flexibilität zu nutzen. Die Entwicklung trug dazu bei, dass während der Laufzeit des Projekts drei globale Mobilfunksystemstandards von 3GPP angenommen wurden“, erklärt Projektkoordinatorin Fiona Williams von Ericsson. Die erfolgreiche Standardisierung der offenen 5G-API wird Unternehmen die freie Wahl des Netzanbieters ermöglichen und ihnen die Sicherheit geben, dass ihre Produkte und Dienste auch in den kommenden Jahren unterstützt werden. Im Rahmen des Projekts wurde auch das Edge-gestützte Management dezentraler Energie-Ressourcen mit dem einzigartigen zeitsynchronisierten Zeigermessgerät (PMU) mit hoher Geschwindigkeit unterstützt. Zeitsynchronisierte Zeigermessgeräte messen sowohl die Amplitude als auch den Phasenwinkel von Strom und Spannung an ausgewählten Punkten des Stromversorgungsnetzes und unterstützen so einen optimierten Netzbetrieb und die Stabilität. Das edgePMU ist durch seine Trennung von Sensoren und Analysesoftware einzigartig. Die Software, die sich am Rande des Netzes befindet, kann aus der Ferne aufgerüstet werden. Die Sensordaten können von jeder neueren Software interpretiert werden, was Nachhaltigkeit gewährleistet und die Wartungs- und Betriebskosten minimiert.
„Komplexe Frequenz“ vereinfacht die Modellierung und Steuerung virtueller Kraftwerke
Im Rahmen der Dienste zur Stabilisierung der Netzfrequenz wurde ein neues theoretisches Konzept mit der Bezeichnung „komplexe Frequenz“ entwickelt, das während der Laufzeit des Projekts zu sage und schreibe 39 wissenschaftlichen Veröffentlichungen führte. „Das Konzept der komplexen Frequenz erweitert die Momentanfrequenz auf den komplexen Bereich und ermöglicht eine einfache Ableitung von Modellen und Reglern für Stromversorgungssysteme. Dies ist besonders nützlich für Stromrichter – den Baustein virtueller Kraftwerke“, erklärt Williams.
Ausweitung virtueller Kraftwerke auf lokale Energiegemeinschaften, Einführung erneuerbarer Energiequellen in großem Maßstab
Die 5G- und Edge-gestützte EdgeFLEX-Plattform besteht aus modularen, skalierbaren Komponenten, die auf einer Open-Source-Architektur basieren. Sie ermöglicht die schrittweise und kosteneffiziente Einführung und Skalierung neuer Stromnetzsysteme und -dienstleistungen. Feldversuche zeigten, dass die Benutzungsfreundlichkeit und die schnellen dynamischen Reaktionen Verbrauchende und lokale Unternehmen dazu ermutigten, sich lokalen Energiegemeinschaften anzuschließen und so einen Beitrag zur Flexibilität ihres lokalen Stromnetzes zu leisten. „EdgeFLEX hat gezeigt, dass die Digitalisierung des Netzes und die Aufrechterhaltung der Netzstabilität auf der Basis von Edge mit einer verstärkten Nutzung erneuerbarer Energiequellen, einem optimierten Energiehandel und -management von der lokalen bis zur regionalen Ebene sowie einer Reduzierung der CO2-Emissionen einhergehen“, so Williams abschließend. Machen Sie sich bereit für den verstärkten Einsatz virtueller Kraftwerke und erneuerbarer Energiequellen, unterstützt durch Frequenzstabilisierung und 5G.
Schlüsselbegriffe
EdgeFLEX, dezentrale Energie-Ressourcen, Energie, erneuerbare Energiequellen, 5G, virtuelle Kraftwerke, zeitsynchronisiertes Zeigermessgerät
