cFlex – Community Flexibility in Regionalen Lokalen Energiesystemen

Partner:
TU Wien – Institut für Computertechnik
Zentrum für Integrierte Sensor Systeme, Donau-Universität Krems
SOLAVOLTA Energie- und Umwelttechnik GmbH
PowerSolution Energieberatung GmbH
Spotty Smart Energy Partner GmbH
Sonnenplatz Großschönau GmbH
Guh GmbH
Assoziierter Partner: E-Control

Projektlaufzeiten:
Von: 09/2019
Bis: 02/2022

Der Strukturwandel von hierarchischen Energieversorgungsnetzen mit zentral kontrollierter Erzeugung zu einem Zusammenspiel stetig wachsender, dezentraler, volatiler erneuerbarer Energien erfordert neuartige Steuerungskonzepte.

Das Vorhaben cFlex hat das Ziel, ungenutzte Flexibilitäten als Dienstleistung von zellulär organisierten Prosumer Kollektiven (Communities) als gemeinschaftliches System zu erschließen, um einen erhöhten Einsatz von erneuerbaren Energieträgern im Verteilernetz zu ermöglichen und über große Zeiträume und Regionen, Produktion, Speicherung und Verbrauch abzustimmen. Im Gegensatz zur einfachen Aggregation, dem Lastmanagement oder Eigenverbrauchs-optimierung einzelner Kunden sollen in cFlex durch die kooperative Bündelung von unterschiedlichen Prosumern in Netzsegmenten von (regionalen) Lokalen Energie Communities (R/LECs) eine Optimierung des Gesamtzustandes im Energienetz erreicht werden. Dieses Ziel macht Prosumer Communities zu wichtigen neuen Partnern von Verteilernetzbetreibern, da ein systemdienlicher Netzbeitrag zur Entlastung geleistet wird (Congestion Management), ein Beitrag zur Vermeidung verfrühten Netzausbaus erbracht wird und innovative Dienstleistungen ermöglicht werden (z. B.: Outsourcing Operator).

Ungenutzte Potentiale in bereits betriebener Infrastruktur wie (BI)PV-Anlagen, Speichersystemen (Batterie, Warmwasser, Gebäudeheizung) und Verbrauchern (Wärme- oder Wasserpumpen) sollen entdeckt und über zukünftige Energiemanagementsysteme gesteuert werden können. Eine Einbindung weiterer erneuerbaren Energieträgern und E-Mobilität wird konzeptionell vorgesehen aber nicht prioritär behandelt. In unserer Vision eines zellulären Ansatzes werden durch domänenübergreifende Datenerfassung und -analyse sowie Forecast- und Prognosemodelle automatisiert Ausgleichsmechanismen auf verschiedenen Netzebenen möglich. Dadurch können nicht nur lokal Energieangebot und Nachfrage angeglichen werden, sondern auch regionaler Bedarf oder Überschuss für die Blindleistungs-/Spannungskontrolle direkt aus der Prosumer Community kommen.

Herausforderungen liegen dabei in dem richtigen Grad der Berücksichtigung der physikalischen Einschränkungen durch das Energienetz, der mehrschichtigen model-prädiktiven Regelung, im Einsatz von adaptiven Algorithmen für einen autonomen, automatisierten Betrieb und der zellulären Optimierung, die sowohl auf lokaler Ebene als auch regional Balance gewährleisten muss. Dies geschieht anhand bestehender und in cFlex erhobener Messdatensets in verschiedenen Nutzungskategorien (Privat, Gewerbe, Kommunal) von realen Kund_innen der Projektpartner, wodurch Flexibilitätspotentiale für die entwickelten Steuerkonzepte und Ausgleichsmechanismen mittels Simulationen (z.B. RAPsim, Power-Factory) untersucht und auf bestehenden Energiemanagementplattformen verifiziert werden können. Das Projektergebnis ist die Weiterentwicklung des Elektrizitätssystems mit notwendigen Tools für den Einsatz durch Prosumer Communities als netzdienlicher Service in Verteilernetzen, sowohl kleinräumig als auch regional. Dies ermöglicht Prosumern mehr erneuerbare Energien zu installieren, zu nutzen und Energieversorgungsunternehmen etwa gleichgestellt aktiv im Netz zu agieren.

Publikationen:

About Alexander Wendt

Dr. Alexander Wendt arbeitet als Projektassistent auf der TU Wien, Institut für Computertechnik (ICT). Nach dem Studium Technische Physik auf der TU Wien arbeitete drei Jahre als Safety Engineer bei der Firma Frequentis AG. Von 2010 bis 2016 arbeitete er am Institut für Computertechnik an seiner Dissertation im Bereich künstliche Intelligenz. Seit 2011 ist er in der Energy & IT Gruppe tätig. Seine Forschungstätigkeit konzentriert sich auf den Gebieten künstlicher Intelligenz sowie Smart Grids. Fokus seiner Arbeit liegt in der Entwicklung von Softwarearchitekturen, die ihren Einsatz als Server, Agenten oder Steuerungsprogramme in Smart Grids-Projekte finden. Seit 2014 arbeitet er an die Anpassung und Umsetzung kognitiver Architekturen als Steuerungssysteme von Gebäuden und anderen Applikationen. Er hat 20+ Papers publiziert. Bei IECON 2013 war er Session Chair für die Sessions „Cognitive Architectures and Multi-agent Systems” und “Smart and Universal Grids”. 2016 wurde er auf die ERF 2016 (European Robotics Forum) zum „SPARC Workshop on cognitive robotics”, wo er für die Arbeitsgruppe der kognitiven Architekturen zuständig war.
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