Bidirektionale Anbindung von Nutzfahrzeugen für mehr Netzstabilität und Effizienzsteigerung (BANNER)

Projektbeschreibung

Der innovative Charakter des Projektes ist durch die Anwendung von Prognose- und Kommunikationstools für die Netzrückspeisung gegeben. Die Top-down Struktur klassischer Architekturen ist für verteilter Systeme insbesondere unter Resilienz-Aspekten nicht geeignet. Der in diesem Projekt verfolgte Ansatz, dezentrale Zustandsmesssysteme an bidirektionalen Ladesäulen mit neuartigen Algorithmen für Koordinierungsfunktionen und erweiterten Kommunikationsszenarien zu verbinden, er-möglichst ein hohes Maß an Resilienz und Autonomie für das System.

Es wird ein flexibles und offenes Ökosystem geschaffen, das nicht auf den reinen Flexibilitätshandel begrenzt ist, sondern verschiedenste Anwendungen (u.a. Schwarzstart und Grünstromoptimierter Leistungsbezug) und Vergütungsmodelle ermöglicht. Des Weiteren besteht eine Neuheit in dem Ein-bezug von Elektro-LKWs, welche hardwaretechnisch neue Herausforderungen aufwerfen. In Abbild-dung 2 ist dargestellt, wie sich die Innovationen von BANNER im Gesamtkontext eingliedern.

Die Möglichkeiten zur Steuerung in der Niederspannung sind aktuell noch sehr eingeschränkt bzw. werden über Technologien ohne Rückkanal (Rundsteuerung) vorgenommen. Ein aktueller Steuereingriff wird nach dem „Gießkannenprinzip“ mit einer hohen Redundanz vorgenommen. Mit dem Roll-Out der iMSys lassen sich erhebliche Verbesserungen in der Digitalisierung der Niederspannungs-Netze erreichen, sodass wesentlich zielgerichteter und regionaler operiert werden kann. Der eigentliche Netzeingriff kann somit deutlich präziser und wesentlich kleinteiliger erfolgen. Damit kann auch dem Grundgedanken der Novellierung von §14a EnWG Rechnung getragen werden, das den Einbau steuerbarer Verbraucher vorsieht, um lokal Netzüberlastsituationen zu vermeiden. Die zukünftigen Rückkanäle lassen zudem neben der Bestätigung der Steuerungsausführung auch die unmittelbare Erfassung der Steuerungswirkung zu. Das Vorhaben adressiert die Einbindung von bidirektionalen Ladepunkten in die Energiewirtschaft. Ein auf den ersten Blick simpel erscheinendes System setzt sich jedoch aus vielen Komponenten und Beteiligten zusammen. Neben der benötigten Hardware, also der bidirektionalen Verbindung der Gleichstrom Fahrzeugbatterie mit dem Wechselstrom Verteilnetz, sind noch weitere Komponenten von entscheidender Bedeutung: Die Software, Kommunikation, Sicherheit, Sensorik und Intelligenz werden ebenfalls benötigt. 

Zusätzlich müssen alle Akteure in diesem System miteinander wirkungsvoll verknüpft werden. Der Flottenbetreiber beispielsweise möchte eine gewisse Reichweite zum Zeitpunkt X, der Verteilnetzbetreiber möchte koordinierte Abnahme oder Erzeugung von elektrischer Energie. Das Konsortium kann diese Entwicklungen nicht im Greenfield durchführen, sondern ist darauf angewiesen, alle nötigen Schritte im Brownfield durchzuführen, da Teile der Komponenten schon im Einsatz sind und Normen bzw. Anwendungsregeln für Teile des Systems existieren. Da im Projekt alle relevanten Akteure vereint werden konnten, kann das komplette System des bidirektionalen Ladepunktes mit allen Komponenten und Akteuren intern aufgebaut werden, komponentenweise und anschließend als System erst in einer sicheren Testumgebung, schließlich in einem Feldtest mit den Anwendern getestet und evaluiert werden. Außerdem werden Low-Cost-Ladepunkte in das Ökosystem der iMSys mit der Betrachtung der Systemdienstleistung eingebunden. Unterstützend dabei ist das breite Kundennetzwerk U-Glow und REMONDIS, das für die Erprobung von Einzelfunktionen zur Verfügung steht. 

Schwerpunkte des Projekts

• Bidirektionales Laden (V2G/V2X) von Nutzfahrzeugen zur Bereitstellung netzdienlicher Systemdienstleistungen

• Resiliente Energieinfrastrukturen durch dezentrale, KI-gestützte Steuerungs- und Prognosemodelle

• Interoperable Systemarchitektur, die existierende Brownfield-Komponenten (iMSys, Fernwirktechnik, RLM) integriert

• Sichere Kommunikationsprotokolle (u. a. IEC 61850, MQTT, IDS) für Fahrzeug–Ladepunkt–Netzbetreiber-Konvergenz

• Intelligente Netzzustandsanalyse zur Vorhersage kritischer Situationen und Optimierung der Energienutzung

• Kontextbasierte Koordinierungsfunktionen für automatisierte Lade- und Entladeentscheidungen

• Labor- und Feldtests zur Validierung von Prototypen, Schnittstellen und Algorithmen

• Beitrag zur EU-Dekarbonisierung, Netzflexibilisierung und nachhaltigen Integration erneuerbarer Energien