Intelligentes Zusammenspiel

Netzbetreiber, Industrie und Forschungsinstitutionen aus dem rheinischen Revier entwickeln im QUIRINUS-Projekt ein regionales, netzdienliches virtuelles Kraftwerk.

Im Control Center im rheinischen Heppendorf wird das virtuelle Kraftwerk anhand von Echtzeitund Prognosedaten gesteuert. Foto: QUIRINUS-Projekt/Patrick Kreuel

 

Bis zum Jahr 2025 will die Landesregierung von Nordrhein-Westfalen erneuerbare Energien auf einen Anteil von 30 Prozent ausbauen. Bislang war es allerdings nur bedingt möglich, eine stabile Stromversorgung durch fluktuierende erneuerbare Energien zu gewährleisten, sodass in den Verteilnetzen sowohl Engpässe als auch Energieüberschüsse aufgehoben werden müssen. Einen Lösungsansatz wollen sieben Unternehmen und zwei Hochschulen im Verbundprojekt QUIRINUS entwickeln. Die Partner haben sich auf Basis einer Studie und Initiative des Beratungsunternehmens SME Management GmbH zusammengetan, um ein regionales, netzdienliches virtuelles Kraftwerk (vkw++) zu entwerfen und zu pilotieren.

Balance im Zusammenspiel

Ähnlich wie ein marktorientiertes virtuelles Kraftwerk bündelt und vernetzt die QUIRINUS-Lösung dezentrale Erzeugungskapazitäten, Speicher und steuerbare Verbraucher und regelt die Komponenten anhand von Echtzeit- und Prognosedaten. Während kommerzielle Anlagenpools jedoch primär auf die Vermarktung der regenerativen Energie ausgerichtet sind, soll das vkw++ kritische Zustände im Verteilnetz vermeiden. Die Interaktion der eingebundenen Anlagen untereinander und mit dem Netz spielt daher eine zentrale Rolle. Entsprechend komplex sind die Fragestellungen, die im Projekt abgearbeitet werden müssen, wie QUIRINUS-Projektmanager Patrick Kreuel erläutert: „Erstmals werden hier die durch die Bündelung und das Zusammenspiel der Komponenten entstehenden technischen Anforderungen ermittelt, welche die dezentralen Kraftwerkskomponenten erfüllen müssen. So können wir feststellen, ob eine Anlage für den Betrieb im Flächenkraftwerk geeignet ist und die erzeugte/genutzte Leistung gegebenenfalls modifizieren.“ Darüber hinaus bestimmen die Projektpartner die für den optimalen Betrieb des virtuellen Flächenkraftwerks erforderlichen Mess-, Steuerungs- und Reglungsparameter. Zudem werden Gegenmaßnahmen für eventuelle Wechselwirkungen formuliert, die die Systemstabilität und -verfügbarkeit beeinflussen können.

Ein Inselnetzversuch im Tagebau Hambach diente der Erprobung des virtuellen Flächenkraftwerks. Im Einsatz eines BHKWS und eines Speichers konnten Pumpen der RWE Power netzunabhängig betrieben werden. Foto: QUIRINUS-Projekt/Patrick Kreuel (links), STORNETIC GmbH (rechts)

Herzstück von QUIRINUS ist das Control Center – gleichsam die Leitstelle des virtuellen Flächenkraftwerks. Hier laufen Messdaten aus den angebundenen Anlagen, Netzinformationen und Prognosen zusammen und werden kontinuierlich mit speziell entwickelten Algorithmen evaluiert. Anhand dieser Informationen hat der zuständige Netzbetreiber dann die Möglichkeit, das virtuelle Kraftwerk über das Control Center netzdienlich zu steuern, indem beispielsweise Speicher oder Verbraucher zugeschaltet oder die Erzeugungsanlagen in ihrer Leistung angepasst werden. „Momentan erfolgt die Steuerung manuell, langfristig sollen die fraglichen Prozesse automatisiert ablaufen“, beschreibt Patrick Kreuel.

Bevor es soweit ist, werden das Konzept und die technische Umsetzung in den Netzgebieten der beteiligten Netzbetreiber auf Herz und Nieren getestet. Den Anfang bildete ein Inselnetz-Versuch im Netzgebiet der RWE Power, der am 12. Juli 2018 im Tagebau Hambach erfolgreich durchgeführt wurde. Eingebunden waren Pumpen der RWE Power als regelbare Verbraucher, ein Blockheizkraftwerk als Stromlieferant sowie ein Schwungradspeicher. Wie Patrick Kreuel berichtet, gelang es, die Pumpen eine längere Zeit im Inselnetz – also unabhängig von der öffentlichen Stromversorgung – zu betreiben. „Besonders gespannt waren wir auf das Zusammenspiel von BHKW und Speicher, da die Anlagen ein recht unterschiedliches Regelverhalten haben“, berichtet der Projektleiter.

Der nächste Inselnetzversuch ist im Herbst in einem Ortsnetz im Netzgebiet der NEW Netz geplant, dabei will man das System in einem landwirtschaftlichen Betrieb mit eigener Biosgasanlage testen. „Wir wollen unsere Versuchsszenarien natürlich sukzessive auf reale Netze ausweiten und die dort tatsächlich vorhandenen Anlagen einbinden,“ sagt Patrick Kreuel. Denn langfristig soll QUIRINUS nicht nur theoretische Erkenntnisse liefern, sondern die Netzbetreiber der Region bei der Stabilisierung der Netze unterstützen.

Kontakt: QUIRINUS-Projekt, Patrick Kreuel (Regionetz), 52249 Eschweiler, patrick.kreuel@regionetz.de

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