Virtuelles Kraftwerk

So funktioniert unser Next Pool

Im Virtuellen Kraftwerk sind tausende Stromproduzenten und Stromverbraucher digital vernetzt. Durch die Vernetzung wird die Leistung der Teilnehmer gebündelt – zahlreiche kleine Anlagen an verschiedenen Standorten können von einem zentralen Ort gesteuert und koordiniert werden. Möglich machen das zwei Komponenten: das zentrale Leitsystem, in dem alle Prozesse zusammenlaufen und die Next Box, über die die einzelnen Anlagen in das Virtuelle Kraftwerk eingebunden werden. 

Technologie

Next Box

Kleine dezentrale Einheiten können nur gebündelt am Regelenergiemarkt teilnehmen – denn hierfür ist eine Leistung von mindestens fünf MW erforderlich und diese muss zuverlässig und schnell abrufbar sein. Die Next Box macht das möglich, denn sie bündelt die Einzelanlagen im Next Pool und sorgt dafür, dass sie alle zentral steuerbar sind wie ein einziges Kraftwerk. So eröffnet sich auch die Option, Erzeugungsanlagen und Stromverbraucher strompreisorientiert und damit gewinnoptimiert einzusetzen.

Anschluss Sicherheitsbestimmungen Komponenten Installation
Sicherheitsbestimmungen

Wie alle Komponenten der hochkritischen Energie-Infrastruktur muss die Next Box nach den Transmission Codes der Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) aufgebaut sein. Diese Bestimmungen wurden gemeinsam mit dem TÜV entwickelt und sind auch mit den Anforderungen des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) konform.

Als Machine-to-Machine (M2M)-Komponente sendet die Next Box Informationen über die Fahrweise der dezentralen Einheit an das Leitsystem; die zu übermittelnden Daten werden in der Next Box direkt verschlüsselt. So kann das über die Next Box beispielweise das Hoch- und Runterfahren von Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energie steuern. Erst in unserem Leitsystem werden die Daten erst wieder entschlüsselt und verarbeitet.

Je nachdem, welcher Anlagentyp mit ihr gesteuert werden soll, wird die Next Box individuell eingestellt: So werden Wärme- Gas- oder Wasserspeicher sowie eventuelle Fahrplan-Restriktionen gespeichert, damit die Einheit immer unter technologisch und wirtschaftlich optimalen Betriebsbedingungen laufen kann.
Komponenten

  • Grundausstattung: SPS, Modem & Antenne
  • SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung): Ein Minicomputer, der Daten in der Anlage verarbeitet und verschlüsselt.
  • Modem: Stellt eine Kommunikationsverbindung zwischen dezentraler Einheit und Leitsystem her.
  • Antenne: Verstärkt den Signalempfang und kann bei Bedarf bis zu 15m weit von der Next Box entfernt montiert werden, zum Beispiel auf einem Gebäudedach.
Installation

Die Installation ist simpel. Sie kann zum Beispiel von den Wartungsfirmen der Anlage vorgenommen werden. Hierzu gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, je nach den Gegebenheiten vor Ort. So ist eine Installation in einem bereits vorhandenen Schaltschrank, direkt an der Anlage oder an der übergeordneten Anlagensteuerung möglich.

Wenn die Next Box installiert ist, ist die Anlage Teil des Next Pool, unseres Virtuellen Kraftwerks. Sie kann nun alle Daten, die Grundlage der Berechnung ihrer optimalen Fahrweise sind, direkt an unser Leitsystem senden.

Da Solar- und Windkraftanlagen (noch) keine Regelenergie anbieten dürfen, sind hier die Anforderungen an die Technologie geringer als bei flexibel steuerbaren Einheiten. Die Installation der Next Box ist dort in der Regel nicht nötig. Stattdessen können wir Solar- und Windkraftanlagen mit einer gesicherten Verbindung über bestehende Protokollschnittstellen fernsteuerbar machen. Eine Liste der Hersteller, zu denen wir bereits standardmäßig Protokollschnittstellen vorhalten, finden Sie auf unseren Produktseiten.

Leitsystem

Das Leitsystem ist das technologische Herzstück des Virtuellen Kraftwerks Next Pool und wird vollständig von unseren eigenen Systemingenieuren verwaltet. Hier kommen alle Informationen zusammen, die die Next Boxen aller Einheiten und die Übertragungsnetzbetreiber via Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) an uns übermitteln. Sobald die Daten im Leitsystem angekommen sind, werden sie von einem Router-Cluster mit Firewall erneut authentifiziert, entschlüsselt und an der richtigen Stelle abgelegt. 

Kommunikation Datentypen Regelenergie Strompreisorientierte Fahrweise
Kommunikation

Die Datenverarbeitung wird an zwei Server-Standorten, die an zwei verschiedene Mittelspannungsleitungen angeschlossen und über redundante Leitungen miteinander verbunden sind. So entstehen Server-Cluster mit jeweils paarweise redundanten Servern. Wenn einer der Server ausfällt, springt automatisch sein Gegenstück ein. Durch diese verschiedenen Sicherheitsmaßnahmen stellen wir sicher, dass auch bei unterschiedlichen Störungsfällen (im Stromnetz, in der Verbindungsleitung zwischen den Servern, in den Servern selbst…) das Leitsystem und damit der Next Pool reibungslos weiterlaufen. Und das ist wichtig – schließlich bieten wir mit den Anlagen im Next Pool Regelenergie an, um das Stromnetz zu allen Zeiten stabil zu halten. Unsere Technologie muss deshalb immer einsatzbereit sein.
Datentypen

Im Leitsystem werden alle Daten hinterlegt und verarbeitet, die nötig sind, um die optimalen Fahrpläne der Stromerzeuger und -verbraucher zu berechnen. Dies sind zum Beispiel:
  • Ist-Leistung
  • Bereitschaft der Anlage oder des Stromverbrauchers
  • Leistungsband für die Regelenergie
  • Gas- oder Wärmespeicher
  • Ist-Temperatur (z.B. bei einem Kühlhaus)
  • Wasserfüllstände (z.B. bei einer industriellen Pumpe)
Regelenergie

Mit Optimierungs-Algorithmen, die unsere Systemingenieure gemeinsam mit unseren Kooperationspartnern entwickelt haben, schreiben wir die Fahrpläne und füttern sie zurück ins Leitsystem. Auf Basis dieser Daten wissen wir, wie viel Leistung in unserem Virtuellen Kraftwerk bereitsteht und wie viel Regelenergie wir anbieten können. Unsere bezuschlagten Regelenergiegebote, die Vergabeergebnisse, müssen während der Vorhaltungszeit stets im Next Pool bereitstehen. 

Hierzu wird permanent eine weitere Optimierungsschleife durchgeführt: Das Leitsystem validiert alle Daten aus den Einzelanlagen, indem es prüft, ob und mit welcher Leistung die Anlagen verfügbar sind. Diese Werte werden mit den ÜNB-Sollwerten abgeglichen. Und schließlich werden die Optimierungs-Sollwerte über eine Kommunikationsschnittstelle via M2M-Mobilfunk und SIM-Karte an die Einzelanlagen geschickt, die ihre Leistung entsprechend anpassen.
Strompreisorientierte Fahrweise

Das Leitsystem ermöglicht auch eine strompreisorientierte Fahrweise von Anlagen: Auf der Basis von Strompreissignalen im Intraday-Handel der Strombörse EPEX Spot können flexible Stromerzeuger wie BHKWs viertelstundengenau hoch- und runtergefahren werden. Diese Anlagen produzieren also immer nur so viel Strom, wie gerade im Netz benötigt wird. Und auch flexible Stromverbraucher wie Industriepumpen fahren durch diesen Mechanismus strommarktorientiert, denn sie verbrauchen ihren Strom dann, wenn er besonders günstig und die Gesamtnachfrage niedrig ist. So kann unser Leitsystem bereits zur Stromnetzstabilisierung beitragen bevor der Einsatz von Regelenergie überhaupt nötig wird.

Das Kundenportal "Mein Kraftwerk" – auch als App

In unserem Kundenportal können Sie als Anlagenbetreiber den Status Ihrer Anlagen einsehen und verwalten, Leistungswerte Ihrer Anlage und monatliche Erlöse abrufen und wichtige Dokumente herunterladen. Mein Kraftwerk können Sie mit allen gängigen Webbrowsern nutzen  oder auch bequem per App auf Apple- und Android-Geräten. Auf Wunsch erhalten Sie auch Störungsmeldungen von Ihren Anlagen oder Benachrichtigungen über Regelenergieabrufe direkt auf Ihr Smartphone.

Hier finden Sie die Mein Kraftwerk-App zum kostenfreien Download im Apple AppStore und auf Google Play:

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Warum die Abmeldung Ihrer Anlage in Mein Kraftwerk so wichtig ist

Das Virtuelle Kraftwerk ist ein Schwarm von über 4.000 Anlagen zur Erzeugung von Strom aus Erneuerbarer Energie. Über die Next Box ist unser Leitsystem jederzeit über den Betriebsstatus der einzelnen Anlagen informiert. Was es allerdings nicht weiß: Wann Sie Ihre Anlagen zu Wartungszwecken oder wegen Defekten abschalten müssen und wann sie wieder ans Netz kommen. Diese Informationen müssen Sie selbst ans Virtuelle Kraftwerk melden.

Kundenportal Mein Kraftwerk

Zu diesem Zweck verfügt Mein Kraftwerk über die Abmeldefunktion: Hier können Sie Wartungs- und Reparaturzeiten Ihrer Anlage zeitlich dokumentieren und einen Grund für die Auszeit Ihrer Anlage nennen. Nach Ablauf der eingestellten Zeit nimmt Ihre Anlage dann wie gewohnt wieder den Betrieb im Virtuellen Kraftwerk auf, sofern die notwendigen Arbeiten beendet sind.

Das Virtuelle Kraftwerk erleben

Sie möchten noch genauer wissen, wie das Virtuelle Kraftwerk funktioniert? Dann werfen Sie doch mal einen Blick auf unsere Technologiegrafik, unser Spiel oder die FAQ.