Steuerbox

Der Anstieg regenerativer Energiequellen führt zu einer zunehmenden fluktuierenden Stromerzeugung. Diese Entwicklung lässt steigende Schwankungen für Strompreise erwarten. Vor allem in der energieintensiven Industrie führen zeitlich schwankende Strompreise zu einem großen und bisher wenig genutzten Einsparpotential, wenn energieintensive Prozesse einer Anlage in Zeiten relativ niedriger Energiepreise betrieben werden. Dies erfordert jedoch eine
geeignete Steuerung.

Im Rahmen des Projektes wurden Möglichkeiten zur Modellierung von Industrieanlagen erarbeitet, womit für Unternehmen relevante Belange, insbesondere Restriktionen und Kostenparameter erfasst werden können. Es wurden Algorithmen erarbeitet, die mit Hilfe von
Strompreisprognosen optimale Fahrpläne für Anlagen, Aggregate und Maschinen berechnen, um Betriebskosten inklusive Energiekosten zu minimieren.

Ziel dieses Projekts ist es, eine neuartige Systemarchitektur für Virtuelle Kraftwerke zu entwickeln, deren Alleinstellungsmerkmal in einer neuartigen Abstraktionsschicht zwischen Leitwarte und Anlage besteht. Diese ermöglicht es erstmals, Verbraucher, die nur zu einer indirekten Steuerung bereit sind und eine direkte Steuerung durch die Leitwarte ablehnen, in die Regelarchitektur des Kraftwerks aufzunehmen. Dennoch soll sie einen Großteil des Verbesserungspotenzials virtueller Kraftwerke in ökologischer und ökonomischer Hinsicht erschließen, ohne dass dazu notwendig wird, der Kraftwerksleitwarte zu irgendeinem Zeitpunkt eine direkte Steuermöglichkeit der angeschlossenen Aktoren einzuräumen.

Die Abstraktionsschicht wird durch eine neue Netzwerkkomponente, die „Steuerbox“, realisiert. Im Gegensatz zu konventionellen Geräten wie der prototypischen „PowerBridge“ oder der kommerziellen „Next Box“ handelt es sich bei ihr nicht um einen passiven Gateway, der nur eine Protokollumsetzung zwischen Leitwarte und Anlage vornimmt.

Vielmehr ist die Steuerbox eigentlicher Endpunkt der zwischen Leitwarte und Anlage ausgebildeten Regelstrecke und fungiert als eigenständiges Steuergerät. Der Regler ist nicht alleinig in der Leitwarte implementiert; vielmehr wird der Planfahrplan der Anlage durch ein neu zu entwickelndes Protokoll zwischen Leitwarte und Steuerbox im Zuge einer verteilten Entscheidungsfindung ausgehandelt, wobei die Größen Strompreis und Fahrplan anhand von in beiden Komponenten implementierten Bewertungsfunktionen zur Konvergenz zu bringen sind.

https://kn.inf.uni-tuebingen.de/research/prouder/