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Die technische Lösung für virtuelle Kraftwerke mit Mikro-BHKWs von GridSystronic Energy

Die GridSystronic Energy Box (gs.box)

Die gs.box wird an der Erzeugungsanlage bzw. Speicher (BHKW, Solaranlage, Biogasanlage, Speichertechnologien, etc.) angeschlossen und ist nur zuständig für die Kommunikation mit GridSystronic Energy-Server (gs.server) Die Box ist mit vielfältigen Schnittstellen und Protokollen für die Bus-Kommunikation und Fernkommunikation ausgestattet. Dadurch, dass sie keine Datenhaltung übernimmt, keine Steuerungseinheit für den Tagesfahrplan der Anlage ist und auch keine lokale Optimierung leisten muss, ist sie mit ca. 250 Euro sehr günstig in der Anschaffung. Optional kann sie mit Notstromversorgung ausgestattet werden. Auf dem gs.server sind bereits Protokolle für eine Vielzahl von Anlagen hinterlegt, so dass der Anschluss neuer Anlagen sehr einfach ist.

Die GridSystronic Energy Kommunikation (gs.com)

Im Betrieb baut die gs.box etwa jede Minute eine Verbindung mit dem GSE-Server auf. Dabei holt sie Steuerbefehle ab und überträgt aktuelle Daten. Diese Kommunikation erfüllt höchste Sicherheitsanforderungen. Die gs.box ist von außen, auch vom gs.server, nicht ansprechbar. Außerdem kann nur die gs.box die Kommunikation starten und auch nur diesen einen Server anrufen. Dadurch ist sie für Angriffe von Dritten unsichtbar. Jede gs.box hat ein eigenes Zertifikat und die Daten werden verschlüsselt übertragen. Bei der Anfrage prüft der gs.server, ob das Zertifikat bei ihm hinterlegt ist. Wenn nicht, antwortet der Server nicht. Nur wenn das Zertifikat hinterlegt ist, werden Kommandos an die Box übertragen sowie die Daten zurück übertragen. Diese Sicherheitsarchitektur ist dem BSI-Schutzprofil (Smart Meter) überlegen.

Der GridSystronic Energy-Server (gs.server)

Das Herz des Systems ist der gs.server. Dieser wird mit allen erforderlichen Installationen ausgeliefert, es ist keine Installation oder Nachinstallationen durch den Kunden erforderlich. Optional können Kunden den Serverbetrieb und die Steuerung auch als Dienstleistung einkaufen. Der gs.server bietet eine einheitliche, herstellerunabhängige Nutzeroberfläche für beliebig viele Benutzer und Benutzergruppen sowie ein einfaches Rechtemanagement. Mit Software-Modulen für Monitoring und virtuelle Kraftwerks-Komponenten wie z.B. DayScheduler und EnergyPlanner liefert er die Zentrale Intelligenz.

Das selbstlernende, subdominante und selbstheilende Steuerungskonzept des gs.server ist einzigartig. In der Lernphase werden das tatsächliche Verhalten und die Energieflüsse der Anlage beobachtet. Das System ermittelt auf dieser Basis die „Freiheitsgrade“ im virtuellen Kraftwerk. Dafür sind nur wenige Betriebsparameter erforderlich, es werden keine detaillierten Anlagenparameter erfasst. Dadurch ist der Anschlussaufwand für die einzelne Anlage sehr gering.

Durch das subdominante Prinzip bleibt die Steuerungsfähigkeit der Anlagen vor Ort immer erhalten. Wenn die Internetverbindung oder der gs.server ausfällt, wird die Anlage entsprechend der eigenen Betriebsführung gesteuert. Niemand muss fürchten, dass die z.B. durch ein BHKW versorgten Mieter kalte Füße bekommen.

Fällt eine einzelne Anlage in dem virtuellen Kraftwerk aus (Internetstörung, Anlagenstörungen, Wartungen) ist das gs.system selbstheilend. Dessen Leistung wird im Störungsfall minutengenau durch andere Anlagen ausgeglichen. Das System ist so programmiert, dass es in der Summe eine möglichst hohe Zielerreichung des vorgegebenen Tagesfahrplans erzielt.

Die zentralen Steuerungsmodule für das virtuelle Kraftwerk sind der EnergyPlaner und der DayScheduler. Der EnergyPlanner erstellt einen Tagesfahrplan für den nächsten Tag für den Einsatz der VKK-Anlagen unter Berücksichtigung von Prognosen oder Zeitreihen. Der DayScheduler arbeitet den Fahrplan ab und reagiert unmittelbar auf Prognoseabweichungen oder Störungen. Beide Module arbeiten nach bestimmten Regelwerken, die von den Betreibern ausgewählt und modifiziert werden können.

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