Energietechnik 2 | 16

Virtuelle Energie

Erzeuger, Verbraucher und Speicher in Power Pools

Die Dezentralisierung der Energielandschaft stellt das Stromversorgungssystem in Deutschland vor immer komplexere Aufgaben. Erzeugungsanlagen, Verbraucher und Speicher zu Virtuellen Power Pools zusammenzuschließen, ist eine wichtige Maßnahme für die Versorgungssicherheit. ABB-Lösungen erfüllen sämtliche Anforderungen für einen optimalen Betrieb von Virtuellen Power Pools.

Ob Biogas, Biomasse, Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), Mikro-KWK, Wind, Solar, Power-to-Heat, Wasserkraft, Dieselmotoren oder fossile Brennstoffe – nahezu das gesamte technische Spektrum der Stromerzeugung lässt sich in Virtuelle Power Pools einbinden. Diese bündeln viele kleine und mittelgroße regenerative Erzeugungsanlagen zu einer großen virtuellen Einheit, damit sie die notwendige Größe und Flexibilität erreichen, um am Strommarkthandel – insbesondere an der lukrativen Erbringung von Systemdienstleistungen – teilzunehmen. Das Ziel der Virtuellen Power Pools ist, die eigene Produktion und den eigenen Verbrauch zu optimieren und bessere Preise für die erzeugte Energie zu erzielen. Zudem bieten sie die Möglichkeit, am Regelenergiemarkt teilzunehmen.

Mehr Möglichkeiten für Betreiber

In Virtuellen Power Pools können verschiedene Energiespeicherlösungen wie Batterien, Wärme-, Druckluft- oder Pumpspeicher zum Einsatz kommen. Die Fähigkeit, Energie über einen kürzeren oder längeren Zeitraum zu speichern, erweitert den Spielraum für die Betreiber und bietet ihnen die Möglichkeit, ihre Dienstleistungen an verschiedenen Energiemärkten anzubieten. Gleichzeitig verringert sich das Risiko, das normalerweise mit der volatilen Einspeisung regenerativer Energieträger einhergeht.

Per Software steuern

Um Virtuelle Power Pools effektiv zu betreiben, bietet ABB mit OPTIMAX PowerFit ein flexibles und skalierbares Steuerungs- und Optimierungssystem. Es verbindet eine Vielzahl dezentraler Anlagen unterschiedlicher Größe und optimiert deren Betrieb und Planung einschließlich der energiewirtschaftlichen Anforderungen. „Ein klarer Überblick und eine umfassende Kontrolle über die Erzeugungsanlagen sind ebenso wichtige Erfolgsfaktoren wie das kommerzielle Management der Einheiten. Für beide Kriterien liefert OPTIMAX PowerFit die passende Grundlage“, erläutert Dr. Sleman Saliba aus der Abteilung Plant Optimization im Geschäftsbereich Energietechnik bei ABB. „Die Software lässt sich nicht nur in Deutschland einsetzen, sondern ist auch auf internationale Stromnetze und Energiemärkte adaptierbar.“

Zudem stehen die Betreiber Virtueller Power Pools häufig vor der Herausforderung eines wachsenden Anlagenbestands. Sie benötigen daher ein zentrales Steuerungs- und Optimierungssystem, das skalierbar, flexibel und zuverlässig ist. Es muss in kurzer Zeit von einem Pool mit wenigen Einheiten auf einen mit mehreren Tausend Anlagen mitwachsen können. „Gemeinsam mit einem der größten Betreiber eines Virtuellen Kraftwerks in Deutschland haben wir innerhalb von drei Jahren ein Leitsystem von 50 auf 2.800 dezentrale Einheiten ausgebaut. Alle Soft- und Hardware-Erweiterungen erfolgten unterbrechungsfrei im laufenden Betrieb“, berichtet Dr. Rüdiger Franke, Team Leader Optimization Technology.

In Echtzeit

Das ABB-Leitsystem für Virtuelle Power Pools realisiert Steuerungsalgorithmen mittels Echtzeit-Optimierung. Es übernimmt sowohl die optimale Einsatzplanung als auch die koordinierende Anlagensteuerung. Dazu teilt es die generierten Fahrpläne zusammen mit den Regelleistungsabrufen und den Störungsabweichungen unter Beachtung der aktuellen Anlagenrestriktionen auf die einsatzbereiten Anlagen bestmöglich auf. Dieses Vorgehen stellt einen dynamischen Ausgleich von Prognoseabweichungen, Störungen und Regelleistungsabrufen ohne aufwendige Neuberechnung von Einzelfahrplänen sicher. Die Anlagen arbeiten somit konstant im idealen Arbeitspunkt.

Um die strengen Anforderungen für die Bereitstellung von Netzdienstleistungen zu erfüllen, muss das Steuerungssystem hochverfügbar sein. Die durchgehend redundante Systemarchitektur sichert einen reibungslosen 24/7-Betrieb. Das zentrale Steuerungs- und Optimierungsprogramm läuft redundant auf Servern, die sich in geografisch verteilten Rechenzentren befinden. „Unsere Lösung ermöglicht eine hohe Verfügbarkeit des Leitsystems in einer hochkritischen Systemumgebung“, sagt Jutta Strohbeck, Sales Manager Multi Utility Automation. Die von ABB bereitgestellten standardisierten, offenen Schnittstellen erleichtern die Integration des Leitsystems in die IT-Landschaft und ermöglichen die Automatisierung des Informations- und Signalflusses von der Feld- auf die Energiemanagementebene.

„Unsere Lösung ermöglicht eine hohe Verfügbarkeit des Leitsystems in einer hochkritischen Systemumgebung.“

OPTIMAX PowerFit

ABB deckt mit seinem Lösungsportfolio das gesamte Spektrum von Anforderungen, die an den Betrieb virtueller Kraftwerke gestellt werden, ab. Als Teil dieses Portfolios übernimmt OPTIMAX PowerFit die koordinierte Steuerung von vernetzten Erzeugungsanlagen beziehungsweise von virtuellen Kraftwerken.

OPTIMAX PowerFit ermöglicht zum Beispiel:

  • profitable Netzdienstleistungen und Direktvermarktung,
  • optimale Einsatzplanung und Anlagensteuerung in einem Schritt,
  • automatisierte Kommunikation,
  • Skalierbarkeit, Flexibilität, Verfügbarkeit,
  • betriebsbewährte Lösungen,
  • maßgeschneidertes Dienstleistungspaket.