Quartiersmanagement

Mit zunehmendem Ausbau an erneuerbaren Energien steigt der Bedarf an intelligenten Energiemanagementlösungen in Niederspannungsnetzen. Lokale Erzeugung aus Kleinstanlagen und flexible Verbraucher werden zunehmend auf lokaler Ebene in Einklang gebracht und reduzieren so die Komplexität auf den höheren Spannungsebenen. Quartiere und Nachbarschaften werden zukünftig aktiv gesteuert, um lokale Erzeugung zu maximieren und übergeordnete Netzebenen zu entlasten. In diesem Kontext entwickeln wir neue Managementlösungen, die sich an der dezentralen Anlagenstruktur und einer Vielzahl an Marktteilnehmern orientieren. Neben der Optimierung auf Gebäudeebene forschen wir an ganzheitlichen Konzepten des Quartiersmanagements. Von der Konzeptidee bis zur Realisierung im Leuchtturmquartier treiben wir innovative Quartierslösungen voran und zeigen so die Vorteile eines dezentralen Energiemanagements im realen Betrieb.

Unsere FuE-Aktivitäten zum Thema »Quartiersmanagement« umfassen:

• Energieagenten für verteilte Kleinstanlagen
• Technologieberatung für Lösungen mit BSI-konformen intelligenten Messsystemen, insbesondere zu Anlagensteuerung über Steuerboxen
• Simulation und Evaluation von dezentralem Energiemanagement
• Abrechnung von Energiemengen in der Blockchain
• Managementsysteme für Quartiers- und Mieterstromprojekte

In einer verteilten Energielandschaft mit einer Vielzahl an steuerbaren Lasten und Erzeugern entwickeln wir individuelle Energieagenten, die auf die Anforderungen der jeweiligen Anlage abgestimmt sind und nutzerspezifische Ziele in Steuerbefehle umsetzen. Dabei agieren Agenten souverän ohne zentrale Kontrollinstanz, um den Betrieb der einzelnen Anlage und in Kommunikation mit weiteren Agenten den größeren Anlagenverbund zu optimieren.

Der flächendeckende Roll-out der intelligenten Messsysteme iMSys ist beschlossen. Das Smart Meter Gateway bietet einen sicheren Kommunikationskanal zu den Zählern und steuerbaren Lasten des Endkunden. Steuerboxen werden als Energiemanagement-Gateways eingesetzt, die durch die Vernetzung für einen optimierten Betrieb sorgen sowie zur gezielten Energieeffizienzanalyse von Anlagen im Stromnetz eingesetzt werden. In unserem Digital Grid Lab untersuchen wir die Anwendungsfälle zur Laststeuerung über das Smart Meter Gateway.

Um die Performance eines dezentralen Energiemanagements zu testen, haben wir eine modulare Simulationsumgebung mit vielen individuell konfigurierbaren Technologiemodellen entwickelt. Basierend auf den Modellen aus der synPRO Familie kann bottom up eine Simulationslandschaft zusammengestellt werden, um ein komplettes Quartiersenergiesystem nachzubilden.

Um die Abrechnung von Erneuerbaren Energiemengen in Quartieren sicher und transparent durchzuführen ohne dabei einen neuen zentralen Buchhalter einzuführen, entwickeln wir Smart Contracts zur Anwendung in Blockchainumgebungen. Diese robuste und Vertrauen schaffende Infrastruktur liefert die finanziellen Anreize für ein hochaufgelöstes Energiemanagement.

Unsere Energiemanagementsysteme finden Anwendung bei der Realisierung von Mieterstrom- und Quartiersprojekten. Dabei untersuchen wir detailliert zukünftige Lastprofile und Steuerungskonzepte, die einen Ausbau der Stromnetze vermeiden helfen. Neben der Optimierung des elektrischen Systems arbeiten wir an der Sektorkopplung zu Mobilität, Wärme und Kälte. In aktuellen Forschungsprojekten zeigen wir, wie lokale renewable energy communities in Zukunft aussehen können und liefern so einen wichtigen Beitrag auf dem Weg zu einer Energieversorgung in Bürgerhand.