Preisgesteuertes flexibles Strommanagement

Implementierung des «Home Managers» auf einer Uni-Pi-Plattform.

Ausgangslage

Im elektrischen Energieversorgungssystem müssen Erzeugung und Verbrauch jederzeit im Gleichgewicht sein. Traditionell wird das Gleichgewicht sichergestellt, indem die Produktion von Elektrizität in konventionellen Grosskraftwerken permanent dem Verbrauch angepasst wird. Zukünftig werden vermehrt kleinere Kraftwerke ins Netz einspeisen, die dem schwankenden Dargebot an Wind, Sonne und Wasser folgen. Um diese Schwankungen auszugleichen, kann die Flexibilität auf der Verbrauchsseite genutzt werden. Verbraucher haben heute kaum technische Möglichkeiten, ihr Verhalten an die Situation im Energiesystem anzupassen. Der am Institut für Elektrische Energietechnik FHNW entwickelte «Home Manager» soll diese Aufgabe für die Verbraucher übernehmen. Auf Basis eines dynamischen Anreizes in Form eines Preissignals übernimmt der «Home Manager» die optimale Steuerung der flexiblen Geräte im Haushalt.

Fragestellungen und Ziele

• Wie kann vorhandene Flexibilität in Wohngebäuden mit fairen Anreizen regional genutzt werden?
• Mit welchem System können zukünftige Interessen von Netzbetreibern, Energielieferanten sowie Endkunden gerecht gewichtet werden?
• Wie können die wichtigen Anforderungen des Endkunden bezüglich Datenschutz und Autonomie technisch umgesetzt werden?
• Wie können relevante elektrische Systeme wie PV-Anlage, Ladestation für Elektroautos, Batteriespeicher, Heizungssystem, Warmwasseraufbereitung aktiv verwaltet und angesteuert werden?

Ergebnisse

• Systemarchitektur für ein preisgesteuertes Lastmanagement im regionalen Verteilnetz
• Algorithmus für eine mittelfristige Geräteplanung basierend auf einer Kostenfunktion
• Simulationsbasierter Nachweis des Potentials, der Effektivität und Stabilität des Ansatzes im Betrieb
• Implementierung der Steuerung auf kostengünstiger Hardware und Funktionsnachweis im Labor