Wie werden Anlagen zur Bereitstellung von Regelleistung ausgewählt?

Algorithmus im Virtuellen Kraftwerk zur Steuerung von dezentralen Stromproduzenten und Stromverbrauchern In einem Virtuellen Kraftwerk erbringen tausende von Anlagen tagtäglich Regelleistung. Aber wie werden die einzelnen Anlagen für die Vorhaltung und die Erbringung von Regelleistung genau ausgewählt? Welche Komponenten fließen in die Bewertung mit ein?

Ganz zu Anfang des Prozesses stehen die individuellen Anlagenparameter und Restriktionen, die sowohl jeder Betreiber hinterlegt als auch durch die Bauart der jeweiligen Anlage selbst vorgegeben werden. Diese Restriktionen umfassen unter anderem folgende Parameter:

  • Reaktionszeit auf Signale zur Änderung der Fahrweise (daraus resultieren auch die möglichen Regelleistungsarten, die bedient werden können)
  • (Flexible) Leistung der Anlage
  • ggfs. Größe des Gasspeichers/Wärmespeichers
  • Standort der Anlage (dieser entscheidet aber lediglich, in welcher Regelzone die Anlage angebunden ist)
  • Verfügbarkeit der Anlage (ob etwa eine Reparatur vorliegt)

Diese grundlegenden Parameter bilden die Basis, aus denen der Pool zusammengestellt wird, der am übernächsten Tag die Regelleistung des Virtuellen Kraftwerks bereithalten soll. Aus diesem Pool wird die Leistung abgeleitet, die in den einzelnen Regelenergieauktionen angeboten werden kann. Dieser Pool bildet sich unter anderem aus der Fahrweise der einzelnen Anlagen und der Verfügbarkeit der vorhergehenden Tage. Sollte eine explizite Abmeldung für den entsprechenden Tag vorliegen, wird die Anlage selbstverständlich nicht berücksichtigt.

Zusammenstellung des Pools

Bei der Zusammenstellung der verfügbaren Anlagen für die einzelnen Regelleistungsarten spielen vertragliche, wirtschaftliche und technische Aspekte gleichermaßen eine Rolle.

Da die Regelleistungsprodukte sowohl zeitlich als auch von der Höhe der potenziellen Erlöse in Abhängigkeit zueinander stehen, wird die Zusammenstellung der Regelleistungsmenge in Korrelation zu den Regelleistungsprodukten erstellt. Next Kraftwerke antizipiert vor den Auktionen den Markt und leitet daraus die Mengen für die einzelnen Auktionen ab. Eine mögliche Vorgehensweise wäre, erst die Anlagen für die PRL, dann für die SRL und im letzten Schritt für die MRL zusammenzustellen, um am Ende für jedes Regelleistungsprodukt zu wissen, welche Mengen in den Auktionen geboten werden können. Sollte in der SRL-Auktion der Zuschlag über eine geringere Menge erteilt worden sein, als SRL-fähige Anlagen im Pool sind, könnten die „überschüssigen“ Anlagen in den MRL-Pool überführt werden.

Um eine detaillierte Planung für die Erbringung zu ermöglichen, wird aus der aktuellen Fahrweise und der Fahrweise der Vergangenheit eine Prognose für die kommende Woche erstellt. Hier fließen verschiedene Faktoren wie etwa Wetter- oder Strommarktprognosen mit ein.

Selbstverständlich werden für die Bereithaltung von Regelleistung auch Redundanzen mit eingeplant, um kurzfristige Ausfälle zu kompensieren. Um etwaige Engpässe zu minimieren, wird eine zusätzliche Redundanz bei der Vorhaltung mit eingeplant.

Lieferung von Regelleistung

Erhält das Virtuelle Kraftwerk vom Übertragungsnetzbetreiber das Signal zur Lieferung von Regelleistung, wählt der Algorithmus des Virtuellen Kraftwerks die entsprechenden Anlagen aus. Bei dieser Auswahl spielen technische und wirtschaftliche Kriterien eine Rolle. Sowohl die Aktivierungskosten einer Anlage als auch die technischen Voraussetzungen werden bei der Aktivierung mit eingerechnet. Wie bei der Auswahl für die Bereithaltung von Regelleistung spielt auch in der Erbringung der Zufallsfaktor eine Rolle, um eine faire Verteilung innerhalb des Pools zu garantieren. Die Abrufe werden über die einzelnen Anlagen statistisch verteilt, damit nicht immer die gleichen Anlagen abgerufen werden.

Erfolgt ein Abruf durch den Übertragungsnetzbetreiber, wird die geforderte Menge auf mehrere Anlagen verteilt, selbst wenn eine einzelne Anlage die gewünschte Menge auch alleine erbringen könnte. Sollte nämlich eine große Anlage bei der Erbringung ausfallen, wäre der Aufwand diesen Ausfall zu kompensieren größer, als wenn eine kleine Anlage ausfiele. Aus diesem Grund ist es auch wünschenswerter, wenn mehrere Anlagen auf Teilllast fahren, als wenn eine Anlage (beim Abruf von negativer Regelleistung) ganz ausgeschaltet wird. Die Gründe sind einfach nachzuvollziehen: Zum einen dauert der Vollstart einer Anlage länger, als wenn eine Anlage von Teilllast wieder auf Volllast hochfahren müsste. Zum anderen ist beim vollständigen Ausschalten einer Anlage die Gefahr größer, dass es beim Start zu Komplikationen kommt. Während des Abrufs wird permanent die Qualität der Erbringung überprüft. Sollte also eine Anlage den gesetzten Sollwert nicht treffen, werden weitere Anlagen aktiviert, um die gewünschte Menge an Regelleistung zu erbringen.
Kurzum: Da es eine hohe Anzahl und eine hohe Diversität an Anlagen im Virtuellen Kraftwerk gibt, versuchen die dahinterliegenden Algorithmen diese Heterogenität mit präzisen Steuerbefehlen und detaillierten Planungsdaten zu einem koordinierten Schwarm zu formen.

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Nils Quak ist bei Next Kraftwerke in der Unternehmenskommunikation tätig und verantwortet die redaktionelle Gestaltung unseres Außenauftritts. Neben neuen Verkehrs- und Innenstadtkonzepten interessiert er sich für die Flexibilisierung von Stromverbrauch und möchte damit eine energiewendige Zukunft mitgestalten.

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