DEER
Dezentraler Redispatch (DEER): Schnittstellen für die Flexibilitätsbereitstellung
| Die Anzahl registrierter Balkonkraftwerke, elektrischer Wärmepumpen, Stromspeicher und Elektrofahrzeuge nimmt kontinuierlich zu. Damit auch sie einen Beitrag zur Stabilisierung des Stromnetzes leisten können, hat DEER ein Edge-basiertes Konzept entwickelt, über das sich dezentrale Kleinstanlagen netzdienlich für das Engpassmanagement ins Stromsystem integrieren und steuern lassen. |
Ausgangslage
In Deutschland sind Kraftwerksbetreiber verpflichtet, im sogenannten Dispatch jeweils für den Folgetag anzugeben, welche Kraftwerke sie mit welcher Auslastung und in welchem Zeitraum einsetzen. Auf dieser Grundlage wird für das gesamte Bundesgebiet die Netzbelastung berechnet. Falls Engpässe drohen, werden die Betreiber im Redispatch angewiesen, ihre Stromeinspeisung zu erhöhen oder zu drosseln.
Der Redispatch-Prozess wurde entwickelt für eine Welt, in der man mit Hunderten von Großkraftwerken plante. Seit 2021 werden alle Anlagen ab einer Größe von 100 kW im Redispatch 2.0 einbezogen. Dezentral verteilte, kleinere Anlagen unter 100 kW (so genannte Kleinstanlagen), von denen es heute bereits Millionen im Stromsystem gibt, werden dagegen nicht erfasst. Deren Integration kann nicht nur zur Modernisierung des Systems beitragen, sondern auch einen weiteren Anreiz für Privathaushalte bieten, mit Aussicht auf Vergütung in Kleinstanlagen zu investieren.
Ergebnisse
DEER hat erprobt, wie sich Anlagen authentifizieren können, damit Netzbetreiber in der Lage sind, sie als effizient und vertrauenswürdig einzustufen und nachzuvollziehen, ob angebotene Leistungen zur Netzstabilisierung auch erbracht werden können. Dabei hat das Konsortium auf digitale Technologien und Edge-Computing gesetzt, um die dezentralen Daten der einzelnen Anlagen datenschutzkonform zu verarbeiten und einen netzdienlichen Betrieb von Kleinstanlagen zur Stromerzeugung, angeschlossenen Stromspeichern sowie Wärmepumpen zu ermöglichen.
Die zentrale Herausforderung bestand im Bündeln vieler einzelner Flexibilitäten zu größeren Einheiten. Denn Einzelflexibilitäten sind zu klein, um sinnvoll am Markt angeboten zu werden. Außerdem lassen sich die Effekte des Pools nutzen, um Prognoseabweichungen einzelner Anlagen auszugleichen. Hierfür hat DEER ein Multi‑Agenten‑System (MAS) entworfen, prototypisch implementiert und evaluiert. Die prototypische Umsetzung des Gesamtkonzepts konnte in umfangreichen Simulationsstudien und einem hybriden Feldtest zunächst unter Labor- und danach auch unter Realbedingungen demonstriert werden.
Um sicherzustellen, dass im dezentralen Redispatch nur authentische und plausible Flexibilitäten genutzt werden, wurde das Konzept des „Trust Diamond“ zur Verifizierung von Informationen durch die am Redispatch beteiligten Akteure entwickelt. Zum Schutz der Privatsphäre setzt DEER auf digitale Identitäten. Jede Anlage bekommt eine digitale Ausweisfunktion, wodurch der Anlagenbetreiber die Weitergabe von anlagenbezogenen Daten und den dahinterliegenden Informationen selektiv selbst bestimmen oder zumindest nachvollziehen kann. Zero‑Knowledge‑Proofs (ZKP) ermöglichen es, Eigenschaften einer Anlage zu bestätigen, ohne sensible Daten offenzulegen. So entsteht ein verifizierbares, sicheres und zugleich datenschutzfreundliches System.
Verwertungsperspektiven
Die im Projekt entwickelte Architektur eignet sich auch für andere Use‑Cases im Energiemarkt‑, bei denen verteilte Ressourcen datensouverän gesteuert werden müssen (z. B. flexibles Lastmanagement in Quartieren, Sektorkopplung, Smart‑Living‑Anwendungen). Dazu sind im Projekt verschiedene Paper entstanden, die sich mit den digitalen Technologien im Redispatch, dem Trust Diamond und dem Multiagentensystem befassen. Zu finden sind sie auf der Website des Projekts.
In Zusammenarbeit mit der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE werden die Konzepte des Trust Diamond und der Maschinenidentitäten in die VDE SPEC 90015 überführt. Damit entsteht ein normativer Rahmen, auf den künftige Gerätehersteller, Aggregatoren und Plattformanbieter aufsetzen können.
Konsortium
Institutsteil Wirtschaftsinformatik des Fraunhofer FIT (FIT WI) (Konsortialführer), OFFIS e.V. - Institut für Informatik, be.storaged GmbH, TenneT TSO GmbH, OLI Systems GmbH, Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE (DKE), UBIMET (Österreich)
