Cheap Flex – Entwicklung eines kostengünstigen Smart Grid-Kommunikationssystems auf Basis der Rundsteuertechnologie

Laufzeit: Mai 2015 - Oktober 2017
Auftraggeber / Zuwendungsgeber:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Kooperationspartner: Swistec GmbH, Technische Universität Kaiserslautern, Stadtwerke Ahaus
Projektfokus:
Das Projektlogo des CheapFlex-Projekts.
© Fraunhofer ISE

Das Projektlogo des CheapFlex-Projekts.

Schema des Systemaufbaus.
© Fraunhofer ISE

Schema des Systemaufbaus.

Aufbau im ServiceLab Smart Energy des Fraunhofer ISE.
© Fraunhofer ISE

Aufbau im ServiceLab Smart Energy des Fraunhofer ISE.

Neben dem Ausbau der elektrischen Netze und der Speicherkapazitäten ist die Flexibilisierung steuerbarer Lasten und Erzeuger Voraussetzung für eine kosteneffiziente Energiewende. Bisher scheitert das Smart Grid-Konzept auf der Verteilnetzebene jedoch an unverhältnismäßig hohen Kosten für Smart Metering-Systeme, die spätestens seit der »BSI-Debatte« keine mittelfristig bezahlbare Option für Kleinanlagen darstellen.

Der innovative Einsatz der Rundsteuertechnologie, als bewährtem Bestandteil heutiger Netzleittechnik, bietet die Chance, die Kernfunktionen der Smart Grid-Idee kostengünstig und zeitnah umzusetzen, wie dies heute auch beim Einspeisemanagement von PV-Anlagen erfolgt.

Im Forschungsprojekt wird anstelle der heute üblichen, vom jeweiligen Verteilnetzbetreiber festgelegten, starren Schaltzeiten für Hoch- / Niedertarif und Sperrzeiten eine diskriminierungsfreie dynamische Tarifierung auf Basis von Tarifschaltzeitfahrplänen ermöglicht. Die vorgeschlagene Nutzung der Rundsteuertechnologie zur dynamischen Tarifierung wird dabei sowohl der Idee des Smart Market als auch der des Smart Grid gerecht:

  1. Im Regelbetrieb können Endverbraucher und dezentrale Erzeuger (automatisiert) auf dynamische Anreize zu einem systemfreundlichen Verhalten beitragen.
  2. In Not- bzw. Extremsituationen kann der Regelbetrieb im Zuge der Netzbetriebsführung (bis hin zu direkten Steuerhandlungen) beeinflusst werden.

Das Flexibilisierungspotenzial des Konzepts wird in CheapFlex vorerst simulativ untersucht und die Umsetzbarkeit auf Basis von Funktionsmustern im Feld nachgewiesen. Der entwickelte Algorithmus zur Anpassung der Betriebsführung auf die dynamischen Tarifschaltzeiten wird prototypisch auf einem EMS implementiert. Dies wird im ServiceLab Smart Energy des Fraunhofer ISE integriert und zur Betriebsführung eines BHKW eingesetzt. Die Hardware-in-the-Loop-Simulation im ServiceLab SmartEnergy stellt die Entwicklung effizienter und stabiler Algorithmen sicher und gewährleistet so einen erfolgreichen Test der Funktionsmuster. Diese werden abschließend in einem Feldtest im Netzgebiet der Stadtwerke Ahaus bei Kunden mit regelbaren Erzeugern und Verbrauchern aufgebaut und getestet.