Eine intelligente Steuerung hilft, lokale Stromnetze besser zu nutzen. So kann mehr Strom aus Erneuerbaren vor Ort verbraucht werden. Dies ist ein Ergebnis des Projekts Smart Operator, das die Lechwerke (LEW) und Innogy in drei Feldtests in Rheinland-Pfalz und dem bayerischen Schwabmünchen umgesetzt haben. Nach fast drei Jahren Testbetrieb stellten sie die Abschlussbilanz vor.
Ein autonom arbeitender Rechner, der Smart Operator, steuerte über einen sich selbst optimierenden Algorithmus vor Ort verschiedene Bausteine.
Mit fernsteuerbaren Lastschaltleisten konnten die Stromflüsse im Ortsnetz umgelenkt werden, um höhere Spannung durch Einspeisung besser zu verteilen. Ein regelbarer Ortsnetztransformator trug ebenfalls zur besseren Einhaltung der Spannungsgrenzen im Netz bei. Einen positiven Effekt auf die Spannungsqualität hatte auch ein großer Batteriespeicher, der auf Ebene des Ortsnetzes bis zu 150 Kilowattstunden Energie speichern konnte.
Im Schwabmünchner Ortsteil Wertachau regelte der Smart Operator zusätzlich auch intelligente Geräte in Haushalten: Wasch- und Geschirrspülmaschinen, Wäschetrockner, Batteriespeicher, Wärmepumpen und Ladeboxen für Elektroautos.
Laut den Ergebnissen konnten die Ortsnetze in den drei Testgebieten durch den Einsatz intelligenter Bausteine rund 35 Prozent mehr Strom aus lokal erzeugter, erneuerbarer Energie aufnehmen. In den Haushalten mit intelligenten Geräten liessen sich bis zu 20 Prozent des Haushaltsbedarfs flexibel verschieben.
So konnte der Smart Operator die von den Haushalten zur Verfügung gestellte Flexibilität nutzen, um Ladevorgänge von Elektroautos und Speichern oder Laufzeiten der weißen Ware in Zeiten mit hoher lokaler Energieerzeugung zu verschieben. Laut Innogy und LEW ließen sich so erzeugungsbedingte Spannungsspitzen im Ortsnetz glätten und die Aufnahmekapazität für erneuerbare Energien stieg insgesamt.
Der Smart Operator habe die Geräte so gesteuert, dass das Netz möglichst optimal genutzt wurde. Anhand von Wetterprognosen wusste er, mit wie viel Einspeisung zu rechnen war. Er erstellte auf Basis der im Steueralgorithmus hinterlegten Vektoren für jeden Haushalt ein Lastprofil und stimmte Lasten, Aufnahmefähigkeit und Speichermöglichkeiten im Stromnetz auf Basis der aktuellen Messwerte aufeinander ab.
Das größte Lastverschiebungspotenzial in den Haushalten gab es bei den Batterie- und Wärmespeichern – vor allem in Kombination mit einer Photovoltaikanlage – sowie den Ladeboxen für Elektroautos. Das Potenzial der weißen Ware, also Waschmaschinen, Trockner und Geschirrspüler, war dagegen vergleichsweise gering.
Dies hänge nicht nur mit der mittlerweile hohen Energieeffizienz der Geräte zusammen, so die Partner. In der Wertachau liefen die Geräte auch ohne Ansteuerung durch den Smart Operator häufig bereits zu jenen Zeiten, in denen die lokalen Photovoltaikanlagen viel Strom erzeugten.
Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten rechnet sich für Netzbetreiber der Einsatz eines wie in dem im Projekt eingesetzten Großspeichers derzeit nicht, heißt es in der Mitteilung. Für die Haushalte sei dagegen die Lastverschiebung wirtschaftlich positiv gewesen. Jene mit Photovoltaikanlagen und intelligenten Hausgeräten konnten durch Lastverschiebung ihren Eigenstromverbrauch erhöhen.
Um die Auswirkungen einer netzdienlichen Steuerung im Hinblick auf den Strompreis zu ermitteln, wurde die Verschiebung des Stromverbrauchs mit den Spotpreisen an der Strombörse korreliert. Demnach wäre für die Haushalte, einen entsprechenden variablen Tarif vorausgesetzt, die Lastverschiebung ohne Nachteil gewesen, über die gesamte Laufzeit wäre sogar ein kleiner finanzieller Vorteil entstanden.
„Ohne leistungsfähige Verteilnetze, die IT-basiert und intelligent den Stromfluss steuern, die Wünsche der Prosumer nach eigener Energieproduktion erfüllen und die grüne Energie dahin leiten, wo sie tatsächlich gebraucht wird, kann die Energiewende nicht gelingen. Wir haben hier zum ersten Mal Erfahrungen mit dem Einsatz eines selbstlernenden und autonom arbeitenden Systems unter Realbedingungen gesammelt“, sagte Dr. Joachim Schneider, Bereichsvorstand Technik & Operations bei Innogy.
Nun gehe es darum, die einzelnen Lösungen zu einem effizienten System weiterzuentwickeln, das nicht nur technisch funktioniert, sondern sich auch wirtschaftlich trägt. „Für den Einsatz effizienter und innovativer Technik müssen auch die regulatorischen Rahmenbedingungen angepasst werden.“
Die Ergebnisse verschwinden nicht in der Schublade, berichten die Partner: Aus dem Projekt wurde auf Basis der Analysen zu den Energieflüssen in Ortsnetzen bereits eine Lösung abgeleitet, mit der vorhandene Ortsnetze schneller und umfassender als bisher analysiert werden können, um Netzausbau zu begrenzen.
In Vorbereitung ist auch ein Angebot für Stadtwerke, mit dem einzelne Bausteine im Netz so gesteuert werden, dass die vorhandene Infrastruktur besser genutzt wird.
Im Projekt Designetz ( geht es zur Projektseite), eines der Vorhaben, die im Rahmen von Sinteg (Schaufenster intelligente Energie) des Bundeswirtschaftsministeriums umgesetzt werden, wird das Smart-Operator-Konzept nun weiterentwickelt, mit anderen Systemen vernetzt und auch auf der Ebene der Mittelspannung eingesetzt.
Energiespektrum berichtete über die Anfänge des Projekts in der Wertachau.
Ausführliche Informationen dazu gibt es auch hier auf den Seiten der Lechwerke, sowie zum Gesamtprojekt hier auf den Seiten von Innogy.
