Ein Konsortium aus verschiedenen Partnern der Energiewirtschaft hat in Japan virtuelle Kraftwerke aus vielen kleinen Ökostromanlagen errichtet. An dem Projekt sind federführend Next Kraftwerke Toshiba Corporation (TNK) und Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation (Toshiba ESS) und neun weitere Unternehmen der japanischen Energiewirtschaft beteiligt. Insgesamt 17 virtuelle Kraftwerke haben die beiden federführenden Unternehmen schon im vergangenen Jahr realisiert. Insgesamt steuerte das Konsortium damit volatile Energieerzeuger wie Photovoltaik- und Windkraftanlagen mit insgesamt einem Gigawatt Kraftwerksleistung sowie Batteriespeicher der Konsortiumsmitglieder.
Neue Technologien getestet
Diese virtuellen Kraftwerke haben die Aufgabe, Schwankungen im japanischen Energiesystem auszugleichen. Dabei sollten sie aber auch wirtschaftlich sein. Deshalb haben die Konsortiumsmitglieder im Rahmen des Projekts erprobt, wie durch Vernetzung und Steuerung dezentraler Anlagen in einem virtuellen Kraftwerk ein stabiles und effizientes Stromsystem entsteht. Gleichzeitig haben sie neue Technologien zur Einspeiseprognose und zum Schwankungsausgleich getestet und bewertet, um später auf der Basis der erzielten Ergebnisse weitere Ökostromanlagen zu virtuellen Kraftwerken zusammenzufassen. Auf der Basis der Ergebnisse wollen TNK und Toshiba ESS außerdem später einen Direktvermarktungsservice, um so die Integration der Erneuerbaren in den japanischen Markt voranzutreiben.
Eigene Bilanzkreise gebildet
Um die virtuellen Kraftwerke und die neuen Technologien zur Einspeiseprognose zu testen, hat jedes einen eigenen Bilanzkreis aus grünen Stromerzeugern gebildet. Die Betreiber haben zudem die Genauigkeit der Einspeiseprognosen, die Vermeidung von Ausgleichsenergierisiken und die Wirtschaftlichkeit des gesamten virtuellen Kraftwerks aufgezeichnet und bewertet. Zusätzlich führte das Konsortium mit allen Anlagen der Konsortiumsmitglieder die gleichen Auswertungen bilanzkreisübergreifend durch.
Stromeinspeisung prognostiziert
Für die Bewertung der Prognosegenauigkeit wurden verschiedene Modelle – unter anderem von Next Kraftwerke aus Köln – genutzt. So lassen sich auf der Basis eines von Toshiba ESS und Next Kraftwerke entwickelten Systems die prognostizierte Energieerzeugung und die tatsächlich erzeugte Menge graphisch darstellen und miteinander vergleichen. Schließlich ist eine genaue Einspeiseprognose ein wichtiger Faktor, um das Stromsystem stabil zu halten. Gleichzeitig ist die Prognose ein zentraler Bestandteil für die Vermarktung des Stroms an den Börsen. Mit dem neu entwickelten System könne die Betreiber der virtuellen Kraftwerke für jede Regelzone Fahrpläne auf Grundlage der Einspeiseprognose erstellen und entsprechende Gebote an den zugehörigen Energiemärkten platzieren.
Rate der Prognosefehler halbiert
Die Ergebnisse der Testphase können sich sehen lassen. Denn insgesamt haben die Projektpartner in allen drei Bereichen – Einspeiseprognose, Vermeidung von Ausgleichsenergie und Wirtschaftlichkeit – positive Effekte verzeichnet. So haben sie durch die Zusammenfassung der unterschiedlichen Ökostromanlagen eine Rate von Prognosefehlern von zwei bis vier Prozent geschafft. Zum Vergleich: Die Rate der Prognosefehler bei einzelnen Photovoltaikanlagen liegt im Schnitt bei vier bis acht Prozent.
Stromschwankungen reduziert
Mit dem virtuellen Kraftwerk konnten auch die Stromschwankungen im besten Fall auf 1,8 Prozent reduziert werden. Da ist vor allem durch die Integration von vernetzten Batteriespeichern in das virtuelle Kraftwerk gelungen. Denn diese haben in Abhängigkeit der aktuellen Netzsituation auf- oder entladen. Zusätzlich konnten die Betreiber der virtuellen Kraftwerke mit ihnen systemdienliche Transaktionen am Intradayhandel realisieren.
Anlagen am Markt platzieren
Auch die Wirtschaftlichkeit beurteilen die Betreiber der virtuellen Kraftwerke positiv. Denn durch die Erstellung von Fahrplänen für Batteriespeicher entstanden messbare Vorteile. Eines der Ergebnisse der Wirtschaftlichkeitsbeurteilung ist, dass sich so beispielsweise durch die Nutzung von Einspeise- und Marktprognosen die preis- und bedarfsmäßig günstigste Zeit für das Auf- und Entladen der Batteriespeicher ermitteln lassen.
Cybersicherheit im Blick behalten
Im Rahmen des Projekts wurden aber nicht nur Technologien entwickelt und getestet, die sich unmittelbar mit der Vernetzung und Steuerung der dezentralen Anlagen befassen, die im virtuellen Kraftwerk zusammengefasst wurden. Die Projektpartner haben sich auch die übergeordneten Aspekte angeschaut. Dazu gehören unter anderem mögliche Versicherungsprodukte für die Betreiber der virtuellen Kraftwerke. Dazu zählt aber auch die Cybersicherheit, die bei der Zusammenfassung und vor allem bei der Steuerung der dezentralen Anlagen in einem virtuellen Kraftwerk eine Rolle spielen. „Das Projekt hat gezeigt, dass TNK und Toshiba ESS auf einem sehr guten Weg sind, technologische Lösungen und Services zu entwickeln, die eine sichere Integration von dezentralen Energieanlagen in das japanische Stromsystem erleichtern und zugleich den Weg in die Vermarktung ebnen“, fasst Alexander Krautz, Leiter der Geschäftsentwicklung bei Next Kraftwerke, die Ergebnisse zusammen. (su)
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