Die Summe seiner Teile

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Virtuelles Kraftwerk - Energiewende ohne leistungsfähige IT ist unmöglich. Das zeigt sich besonders bei Aggregatoren für Erzeugungskapazität oder Regelleistung.

02. August 2016

Virtuelle Kraftwerke gelten als erfolgversprechender Lösungsansatz, um erneuerbare Energien, intelligente Verbraucher und Speichersysteme ökonomisch sinnvoll in die bestehende Energieversorgung zu integrieren und mit den Energiemärkten zu verknüpfen. Durch die intelligente Steuerung dezentraler Energieanlagen und die Möglichkeit der Speicherung elektrischer Energie in Form von Wärme bieten virtuelle Kraftwerke vielfältige Möglichkeiten zum Ausgleich zwischen der schwankenden Energienachfrage in öffentlichen Netzen und der Verfügbarkeit erneuerbarer Energien.

Fernwirksteuerung

Für die Verbindung werden verstärkt GSM-Mobilfunknetze und deren Erweiterungen UMTS und LTE genutzt. Aber praktisch alle am Markt verfügbaren dezentralen KWK-Anlagen, Wärmepumpen, Lasten und Speichersysteme besitzen standardmäßig überhaupt keine Fernwirkschnittstelle und müssen nachträglich mit einer geeigneten Datenschnittstelle zur Integration in virtuelle Kraftwerke ausgestattet werden. Die Anlagen werden daher im Nachhinein entweder mit einer zusätzlichen Fernwirksteuerung oder einem speziellen Fernwirk-Kommunikations-Gateway als Erweiterung der vorhandenen Steuerung ausgestattet.

VHP Ready 4.0

Anfang des Jahres stellte die Initiative VHP Ready den Standard VHP Ready 4.0 vor. Er umfasst ein Datenkommunikationsmodell, das genaue Vorgaben für die Datenformate macht, in denen die Leitwarte eines virtuellen Kraftwerks mit den Anlagen kommuniziert. VHP Ready 4.0 ist für Wärmepumpen, Wind- und PV-Anlagen, Heizkessel sowie Batterien und andere Speicher gedacht.

Die Vorgängerversion war nur für BHKW geeignet. Maßgeblich sind die Fernwirkprotokolle IEC 60870-5-104 sowie 61850-7-420. Sie werden nicht direkt in den Anlagen wirksam, sondern in deren vorgelagerten Gateways. Der Grund: Bestehende Steuereinheiten in den Anlagen müssen nicht geändert werden, wenn das System in einem virtuellen Kraftwerk gemäß VHP Ready 4.0 eingesetzt wird. Derzeit arbeitet die Initiative an einem Zertifizierungsmodell, um für Anlagenbetreiber den Präqualifizierungsprozess zu beschleunigen und zu vereinfachen. Bundesweit gibt es Hunderte Verteilnetzbetreiber sowie vier Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB).

Die Marktkommunikation zwischen den einzelnen Akteuren auf Verteilnetzebene ist standardisiert; die ÜNB arbeiten an der Harmonisierung ihrer Verfahren. Einen durchgängigen Verfahrensstandard gibt es aber bislang noch nicht. »Für uns würden sich bei mehr Harmonisierung eventuell die Durchlaufzeiten bestimmter Vorgänge verkürzen«, heißt es bei Energy-2-market (E2m) in Leipzig. Deutschland sei auf einem gute Weg.

Sicherheit und Qualität

Das Unternehmen betreut nach eigenen Angaben ein Portfolio von 3.116 MW, das aus Biogasanlagen, Wind- und Solarenergieanlagen sowie Wasserkraftwerken besteht. Das Leistungsspektrum umfasst die gesamte Bandbreite von der einfachen Bereitstellung von Regelleistung bis zur Gesamtoptimierung von Erzeugungs- und Verbrauchsportfolios. E2m hat sich Sicherheits- und Qualitätsstandards nach ISO 9001 und ISO 27001 zertifizieren lassen. Das gesamte System von E2m habe unterschiedliche Sicherungselemente, so das Unternehmen. Eine wesentliche Säule sei der redundante Parallelbetrieb zweier autarker vollwertiger Systeme in zwei räumlich voneinander getrennten Rechenzentren.

24/7-Betrieb

»Fällt eines der beiden System aus, übernimmt das andere System das Regime«, so das Unternehmen. E2m setzt auf industrielle Prozess- und Organisationsstrukturen, um einen möglichst hohen Grad an System- und Prozessintegration zu erlangen. Die gepoolten Kapazitäten werden rund um die Uhr bewirtschaftet. Ausgenommen sind Anlagen in der Regelenergievermarktung. Hier sendet der ÜNB das Abrufsignal zur Regelung von Anlagen, oder die Anlage misst selbst die Netzfrequenz und regelt sie aus.

Erschienen in Ausgabe: 06/2016