System-Cockpit

Leitung: innogy SE

Standort: Essen

Wir testen die digitale Energiewelt 2035

Verschiedene Teilprojekte von DESIGNETZ (wie z. B. Power-to-Heat-Anlagen oder Batteriespeicher) stellen dem Verteilnetz Flexibilität zur Verfügung. 

Im Einzelnen handelt es sich dabei um:

  • flexibel steuerbare Erzeugungsleistung 
  • flexibel steuerbare Speicherleistung
  • flexibel steuerbare Last.
     

Ansprechpartner

Theresa Noll
Projektleiterin
innogy SE

Verteilnetzbetreiber wollen zukünftig Flexibilität nutzen, um Engpässe im Netz zu verhindern. Engpässe können beispielsweise entstehen, wenn viele Energieerzeuger zeitgleich und geographisch nah beieinander in das Netz einspeisen. 

    In Ergänzung zu den Flexibilität-bereitstellenden Teilprojekten verbessern andere die Effizienz des Verteilnetzes, sodass mehr elektrische Leistung aufgenommen und transportiert werden kann. Zusammen sichern die Teilprojekte dadurch die Zuverlässigkeit des Verteilnetzes.

    Im System-Cockpit wird der Mehrwert der verschiedenen Teilprojekte, einzeln und im Zusammenspiel, in der Energiewelt 2035 erprobt. Die in den Teilprojekten betrachteten technischen Anlagen der heutigen, realen Welt, werden dabei in ein simuliertes Energieversorgungssystem des Jahres 2035 integriert. 

    Die Untersuchungsergebnisse beantworten die folgenden Fragen:

    • Welchen Beitrag zur Versorgungssicherheit können die Teilprojekte im Jahr 2035 leisten? 
    • Wie viel Flexibilität können sie in welchen Situationen zuverlässig zur Verfügung stellen, wenn der Anteil dezentraler Erzeuger deutlich steigt und neue Lasten zum Beispiel durch E-Mobilität hinzukommen? 
    • Welche Möglichkeiten zur Optimierung des Verteilnetzes gibt es unter den veränderten Bedingungen des Jahres 2035?

    Zusammenspiel zwischen Realität und Simulation

    Die technischen Anlagen der Teilprojekte übermitteln für den Live-Betrieb ihre Fahrpläne über die Datenkaskade und das Energy-Gateway an das System-Cockpit. 

    In den Fahrplänen beziffern die Teilprojekte ihre voraussichtliche Leistungskurve sowie ihre damit verbundene Flexibilität im Testzeitraum. Ein Energiespeicher schätzt beispielsweise ab, wie viel elektrische Energie er im Testzeitraum speichern bzw. in das Verteilnetz einspeisen kann. Das System-Cockpit erstellt aus den Fahrplänen der Teilprojekte und mit Hilfe von Wetterprognosen für sechs Stunden im Voraus eine Betriebsplanung für das simulierte Netz der Zukunft.  

    Sollte im simulierten Netz von 2035 ein Problem auftauchen, prüft das System-Cockpit verschiedene Handlungsoptionen. Es kann die angebotene Flexibilität real abrufen und innovative Betriebsmittel simulativ zur Vermeidung von Engpässen einsetzen. Dazu werden die Fahrpläne der einzelnen Teilprojekte optimiert und je nach Bedarf Flexibilität reserviert.

    Die optimierten Fahrpläne gehen über die Datenkaskade und das Energy-Gateway an die Anlagen zurück, die zum geplanten Testzeitpunkt nach den optimierten Fahrplänen betrieben werden.

    Während des Testlaufs kontrolliert das System-Cockpit, ob die Anlagen die angeforderte Flexibilität auch tatsächlich erbringen. 

    Verschiedene Faktoren können die geplanten Flexibilitätspotenziale beeinflussen. Dazu gehören technische Störungen, Wetterumschwünge, unvorhergesehene Ereignisse im Anlagenbetrieb und vieles mehr.

    In Summe wird aufgezeigt, wie die Versorgungssicherheit in der Zukunft durch Flexibilität im Anlagenbetrieb und im Netz sowie mit Hilfe moderner Informationstechnologie und innovativer Betriebsmittel gewährleistet werden kann. 

    Das System-Cockpit ermöglicht somit zum einen eine systemische Sicht im Projekt auf zukünftige Versorgungsaufgaben, und zum anderen ermöglicht es die Echtzeitsimulation von Flexibilitätsbedarfen und den physikalischen Abruf von Flexibilitäten. Als Schaufenster für das Gesamtsystem visualisiert es das Ziel von DESIGNETZ.

    Beitrag, den die Teilprojekte einzeln und im Zusammenspiel leisten, sowie die Untersuchungsergebnisse werden für Besucher des System-Cockpits anschaulich visualisiert. Sie können dabei Zielkonzepte, die mit dem Flexibilitätseinsatz verfolgt werden, auswählen und die Reaktion im Live-Betrieb auf Monitoren verfolgen.

    DIE FUNKTION DES SYSTEM-COCKPITS IM ÜBERBLICK

    • Simulation eines repräsentativen spannungsebenenübergreifenden Verteilnetzes für das Jahr 2035
      • Simulation von Lasten und dezentralen Erzeugern anhand aktueller Wetterprognosen
      • Einsatz innovativer Netzbetriebsmittel
    • Erstellung einer Betriebsplanung zur Gewährleistung eines sicheren Netzbetriebs unter Berücksichtigung der Fahrpläne der Teilprojekte
    • Reservierung und Abruf der verfügbaren Flexibilität der Teilprojekte
    • Vergleich von Ist- und Soll-Werten, Einbindung der Ist-Werte in die Netzsimulation und Visualisierung der Testergebnisse