Intelligente Steuerung eines Quartierspeichers, Hochschule für Technik und Umwelt FHNW

Ein Quartierspeicher basierend auf einer Lithium-Ionen-Batterie, eine Photovoltaikanlage und 15 Wohnungen bilden zusammen eine Einheit, die mit dem elektrischen Verteilnetz Energie austauscht. Der vom Batterie-Hersteller vorgegebene Steuerungsmodus «Eigenverbrauchsoptimierung» ist aus Sicht des Verteilnetzbetreibers sowohl unter technischen wie wirtschaftlichen Aspekten nicht ideal. Die Eigenverbrauchsoptimierung fokussiert auf dem gemittelten Energieaustausch mit dem Netz während für den Verteilnetzbetreiber unter anderem der maximale Leistungsaustausch mit dem lokalen Netz die relevantere Grösse ist.

Abbildung 1: Einbettung des Quartierspeichers

• Hard- und Software-technische Einbindung eines Steuergeräts in die IT-Umgebung des Verteilnetzbetreibers zur Ansteuerung des Quartierspeichers und zur Auswertung von dessen Betrieb
• Definition von eigenen Steueralgorithmen, u.a. zur Reduktion von Lastspitzen am Netzaustauschpunkt oder zur Umsetzung eines an unserem Institut entworfenen Vermarktungsmodells von zentraler Speicherkapazität für private Betreiber von Photovoltaikanlagen
• Implementierung der Algorithmen auf dem Steuergerät, Testbetrieb, Auswertung und Optimierung

Anhand von Messdaten der Quartierspeicher-Anlage wurden Analysen des aktuellen Betriebs durchgeführt und Kenngrössen für den Entwurf neuer Algorithmen extrahiert. In einer Simulationsumgebung wurden erste Varianten von Steueralgorithmen programmiert und validiert. Ein geeignetes Steuergerät wurde evaluiert und in die IT-Umgebung des Verteilnetzbetreibers eingebunden. Ab Juni 2020 wird der Testbetrieb mit verschiedenen Steueralgorithmen auf der Anlage aufgenommen.

Abbildung 2: Steuergerät und Simulationsergebnisse mit eigenem Algorithmus