Smart System

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Smart System - das Netz denkt mit

„50-80-90“ – das sind die Idealmaße der Energiewende in Baden-Württemberg: Der Energieverbrauch soll bis 2050 um 50 Prozent gesenkt und zu 80 Prozent aus erneuerbaren Energien gedeckt werden, die CO2-Emission im Vergleich zu 1990 um 90 Prozent sinken. Die Energielandschaft ändert sich rasant. Die Zahl der Erzeugungsanlagen für erneuerbare Energien nimmt stetig zu. Mit Biomasse, Windparks und Fotovoltaikanlagen wird der Kraftwerkspark kleinteiliger, die Erzeugung dezentral, die Einspeisemengen volatil. Im sonnenreichen Baden-Württemberg speisen schon heute rund 300.000 dezentrale Fotovoltaikanlagen ins Netz ein, sind aber abhängig davon, ob der Wind weht oder die Sonne scheint. Gleichzeitig wird auch das Verbrauchsverhalten vielschichtiger, sei es durch E-Mobilität oder durch neue Speicherlösungen.

Bildlich gesprochen: Aus der Stromeinbahnstraße von einst ist ein dichtes Geflecht mehrspuriger Stromautobahnen geworden, stark befahren in alle Richtungen, mit Verkehrsteilnehmern unterschiedlichster Mobilität.

Damit ändert sich unser Aufgabenkatalog als Übertragungs­netzbetreiber. Mit der Menge von Akteuren im Markt und Anlagen im Netz wächst der Anspruch an Menge und Qualität unserer Steuerungsprozesse. Und an die Wahrnehmung unserer Marktaufgaben. Was wir brauchen, ist ein flexibles Netz. Deshalb bauen wir das Netz nicht nur aus, wir machen es auch intelligent. SMART SYSTEM heißt unsere Lösung für die Energiesteuerung
der Zukunft.

SMART SYSTEM = Smart Grid + Smart Market

Über die Leitungen im SMART SYSTEM laufen nicht mehr nur Strommengen, sondern auch Informationen zur Systemsteuerung und den entsprechenden Märkten. Das Netz der Zukunft denkt mit. Dafür sorgt die enge Kooperation der Unternehmensbereiche Systembetrieb und Netzwirtschaft, die unser Übertragungsnetz mit digitaler Informations- und Kommunikationstechnik steuern und im Blick haben. Smart Grids nennen wir diese intelligenten Netze. Sie helfen uns, Stromerzeugung und Stromverbrauch immer im Gleichgewicht zu halten. Und sie unterstützen uns bei der Koordinierung der technischen und organisatorischen Kommunikation mit den Akteuren im Energieversorgungssystem – zwischen Erzeugern und Verbrauchern, Übertragungs- und Verteilnetzbetreibern, zwischen nationalen und europäischen Marktteilnehmern.

Analog zu Smart Grids arbeiten wir an der Entwicklung von Smart Markets – intelligenten Märkten mit klarer Rollenverteilung und koordinierter Zusammenarbeit zwischen allen Partnern und über alle technischen Spannungsgrenzen hinweg. Neben den klassischen Akteuren im Energieversorgungssystem kommt hier erstmals der Endkunde ins Spiel, der durch Preissignale einen Anreiz erhalten soll, seinen Stromverbrauch flexibel anzupassen. Mit der Teilnahme an den Forschungsprojekten C/sells und Callia unterstützen wir die großflächige Erprobung und Demonstration intelligenter Netze in Kombination mit intelligenten Märkten. Dabei konzentrieren wir uns vor allem auf die effektive Verbindung von Smart Grids und Smart Markets – zum innovativen SMART SYSTEM.

C/sells – das Schaufenster für den Fotovoltaikmarkt von morgen

Erste intelligente Lösungen zum Gelingen der Energiewende gibt es bereits. Nun stellt sich vor allem die Frage nach einem guten Zusammenspiel aller Marktteilnehmer, über die verschiedenen Spannungsgrenzen und auch über Landesgrenzen hinweg. Um die Verknüpfung von Erzeugung, Verteilung und Verbrauch erneuerbarer Energien mit Hilfe digitaler Netzinfrastruktur weiter voranzubringen, kurz: um das intelligente Netz alltagstauglich zu machen, haben wir an C/sells teilgenommen, dem süddeutschen Modellprojekt eines bundesweiten Förderprogramms in Regie des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi)bmwi.de.

Bei C/sells geht es um die Einspeisung von dezentral erzeugtem Strom aus Sonnenenergie in den Bundesländern Baden-Württemberg, Bayern und Hessen. Denn schon heute kommt etwa die Hälfte des Solarstroms in Deutschland aus dem Süden. In dem „Schaufenster für intelligente Energie“ erprobte TransnetBW gemeinsam mit rund 70 Partnern aus Industrie, Energiewirtschaft und Wissenschaft massentaugliche Musterlösungen zur automatisierten und koordinierten Abstimmung zwischen Netz und Markt, sowie zwischen den einzelnen Netzzellen über alle Spannungsebenen hinweg. In kleinen regionalen Einheiten, sogenannten Zellen, ging es dabei vor allem um die Verteilung von Rollen, die Wahrnehmung von gesetzlichen Vorgaben und regulatorischen Aufgaben, um Geschäftsprozesse, intelligente Messtechnologien und um grenzüberschreitende Zusammenarbeit.

In dem Buch „1,5°Csellsius Energiewende zellulär – partizipativ – vielfältig umgesetzt“ fassen die mehr als 300 Projektpartner die Ergebnisse allgemein verständlich zusammen. Gezeigt wird, wie ein zellulares, partizipatives und vielfältiges Energiesystem aussehen kann. Die Abschlussveranstaltung zum Projekt, auf der ebenfalls die Ergebnisse der einzelnen Schaufenster demonstriert wurden, kann über einen Live-Blogenergieistdigital.de nachgelesen und die Vorträge angehört werden. Bei C/sells gab es mehr als 30 Demonstrationsprojekte, in denen der zellulare Ansatz und die entwickelten Konzepte zur Integration erneuerbarer Energieanlagen in praktisch erprobt wurden. Das Buch widmet sich neben der Methodik auch den Reallaboren, um als Schaufenster die Musterlösungen der breiten Öffentlichkeit vorzustellen. So hat TransnetBW beispielsweise gemeinsam mit Netze BW, Stadtwerke Schwäbisch-Hall und Vivavis im Reallabor „Versorgungssicherheit Baden-Württemberg“ demonstriert, wie eine operative Maßnahmenübergabe im Notfall über eine Leitstellenkopplung aussehen kann. Durch diese enge Zusammenarbeit konnte eine dezentrale Einzelanlage über ein Smart Meter Gateway innerhalb von wenigen Sekunden gesteuert werden. Das C/sells-Buchcsells.net kann kostenfrei heruntergeladen werden.

Insgesamt brachte sich TransnetBW mit acht Fachbereichen bei C/sells ein. Die Beteiligung war breitgefächert und umfasste vor allem die Diskussion datengetriebener Fragen, die zukünftige Bereitstellung von Systemdienstleistungen und die Ausgestaltung eines flexiblen Marktes. So arbeitete TransnetBW beispielsweise an der Optimierung von Lastprognosen für die Einspeiseleistung von Fotovoltaik – also für mehr Planungssicherheit bei der effizienten Nutzung von Sonnenenergie.

Eine detaillierte Sicht auf die insgesamt 22 Teilvorhaben und Ziele von TransnetBW bei C/sells sowie deren Ergebnisse und Erkenntnisgewinne gibt die Ergebnisbroschüre „Konzeptionierung und Umsetzung eines smarten Energiesystems aus Sicht eines Übertragungsnetzbetreibers“.

Callia – Europas Energieziele im Blick

Einen Smart System-Ansatz auf europäischer Ebene untersuchte TransnetBW im auf drei Jahre angelegten und vom BMWi geförderten Projekt Callia. Gemeinsam mit zwölf Partnern aus Belgien, Deutschland, Österreich und der Türkei entwickelten wir bis 2019 ein ganzheitliches Konzept zur automatisierten und regionalisierten Nutzung von Flexibilität.

Der gewählte markt-integrierte Ansatz zur Koordination von Flexibilität zwischen Netzbetreibern in Netzengpasssituationen vereinfacht die enge Zusammenarbeit von Übertragungsnetz- und Verteilnetzbetreibern zur Stabilisierung des gesamteuropäischen Stromnetzes. Die technische Kommunikationsanbindung von dezentralen Anlagen sowie des Callia-Marktes demonstrierten sie in Heidelberg und Istanbul in Feldtests zur automatisierten Steuerung von dezentralen Anlagen im Niederspannungsnetz auf Basis eines Marktsignales. Wir bei TransnetBW brachten dazu das Know-how bezüglich Netzführung und Ausgestaltung des Marktes bzw. dessen Produkte für Systemdienstleistung ein und arbeiteten aktiv am Rollenmodell sowie am Marktdesign mit.

Gemeinsam wollen wir so das übergeordnete Ziel erreichen, die Einsenkung von Energie aus erneuerbaren Anlagen zu minimieren. Hierfür haben wir ein mathematisches Modell entwickelt, das über lokale Handelsmärkte ein systemisches Optimum sucht und gleichzeitig Netzengpässe bereits handelsseitig soweit möglich mit auflöst. So machen wir das Netz durch einen smarten Markt intelligent für Europa – über alle Grenzen hinweg.

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