Unsere Technologie

So funktioniert unser Virtuelles Kraftwerk

Das Virtuelle Kraftwerk von Suisse Next vernetzt tausende Stromproduzenten, Stromverbraucher und Stromspeicher digital. Die Leistung der Teilnehmer ist im Virtuellen Kraftwerk gebündelt – das Leitsystem steuert die dezentralen Anlagen an den verschiedensten Standorten und koordiniert ihre Erzeugungs-, Verbrauchs- und Speicherprozesse. Die Verbindung des Leitsystems zu den Anlagen erfolgt über ein speziell gesichertes M2M-Kommunikationssystem.

Technologie

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Haben Sie Interesse am Aufbau eines eigenen Virtuellen Kraftwerks?

NEMOCS bietet Ihnen die Möglichkeit, Ihr eigenes Virtuelles Kraftwerk zu bauen. Mit NEMOCS können Sie, genau wie wir in unserem Next Pool, Stromerzeuger, Stromverbraucher und Stromspeiche miteinander vernetzen und steuern.

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Next Box

Kleine, dezentrale Stromproduzenten, Stromverbraucher und Stromspeicher haben meist eine zu geringe installierte Leistung um am Markt für Systemdienstleistungen (SDL) Regelleistung anbieten zu können. Anders sieht es aus, wenn sich diese Anlagen zu einem Schwarm zusammenschließen: Zu diesem Zweck haben wir die Next Box als Fernwirkschnittstelle zwischen Anlage und dem Leitsystem des Virtuellen Kraftwerks entwickelt. Mittels der M2M-Kommunikationsschnittstelle ist das Leitsystem in der Lage, im bidirektionalen Datenaustausch die Anlagendaten auszuwerten, Regelenergieabrufe zu steuern und den Anlagenschwarm des Virtuelle Kraftwerk wie ein einzelnes Großkraftwerk zu fahren.

Anschluss Sicherheitsbestimmungen Komponenten Installation
Anschluss

Mit der Next Box verbinden wir die Anlagen im Next Pool mit unserem Leitsystem in Köln (Deutschland). Die Kommunikation erfolgt über eine bidirektionale, speziell abgesicherte GPRS-Verbindung, die mittels einer eingebauten SIM-Karte und über einen eigenen Zugangspunkt zum Mobilfunknetz (APN) aufgebaut wird. Jede Next Box muss sich über die SIM-Karte am Zugangspunkt des Virtuellen Kraftwerks authentifizieren, um den Beitritt zur geschlossenen Benutzergruppe des Virtuellen Kraftwerks zu ermöglichen und mit dem Leitstand in Kontakt treten zu können. 
Sicherheitsbestimmungen

Das Virtuelle Kraftwerk von Suisse Next ist als hochkritische Energie-Infrastruktur klassifiziert und operiert streng nach den Transmission Codes der europäischen Übertragungsnetzbetreiber. Diese Bestimmungen wurden gemeinsam mit technischen Überwachungsorganisationen und Behörden für die Sicherheit in der Informationstechnik entwickelt.

Die Next Box ist eine Machine-to-Machine (M2M)-Komponente und übermittelt Informationen über die Fahrweise der dezentralen Einheit an das Leitsystem, die zu übertragenden Daten werden bereits in der Next Box verschlüsselt. Erst das Leitsystem entschlüsselt die Daten wieder - man spricht auch von einer Ende-zu-Ende-Verschlüsselung. Steuerbefehle und Daten bleiben so sicher. Für jeden Anlagentyp werden zusätzlich die optimale Fahrweise, eventuelle Restriktionen und individuelle Betriebsmodi hinterlegt und ausgeführt.
Komponenten

  • Grundausstattung: SPS, Modem & Antenne
  • SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung): Kleinstcomputer zur Verarbeitung und Verschlüsselung der anfallenden Daten
  • Modem: Verbindet die Anlage mit dem Leitsystem und übermittelt die Daten.
  • Antenne: Empfängt die Mobilfunksignale des Leitsystems und kann bis zu 15 Meter entfernt zur Empfangsverbesserung montiert werden.
Installation

Der Anschluss neuer Anlagen an das Virtuelle Kraftwerk ist ganz einfach und kann auch durch Wartungsfirmen vor Ort vorgenommen werden. Je nach den Gegebenheiten vor Ort kann entweder ein bereits vorhandener Schaltschrank, der Anlagenleitstand oder einfach eine geschützte Wand genutzt werden.

Sobald die Next Box installiert ist, steht die Verbindung zum Virtuellen Kraftwerk und die Anlage ist Teil Next Pools. Alle Daten und Steuerbefehle zur flexiblen Fahrweise der Anlage können nun in beide Richtungen ausgetauscht werden.

Solar- und Windkraftanlagen können bislang keine Regelenergie anbieten, daher sind die technischen Anforderungen an die Anbindung etwas geringer. Die Installation einer Next Box ist meist nicht nötig, stattdessen können wir die bestehenden Protokollschnittstellen zur Fernsteuerung und zum Datenaustausch nutzen. Wir arbeiten mit fast allen namhaften europäischen Herstellern solcher Schnittstellen zusammen – unsere Anschlussabteilung hat bisher für jede Anbindung eine Lösung gefunden.

Leitsystem

Das Leitsystem ist das technische Herz des Virtuellen Kraftwerks. Unsere Systemingenieure verwalten und überwachen es Tag und Nacht. Die Informationen jeder einzelnen Anlage des Next Pools, Markt- und Wetterdaten kommen hier zusammen. Die größtenteils automatisierte Machine-to-Machine (M2M)-Architektur arbeitet verschlüsselt, hochsicher und redundant. Zwischen Leitsystem und Anlagen ausgetauschte Daten werden doppelt authentifiziert, verschlüsselt und durch Firewalls gesichert.

Kommunikation Datentypen Regelenergie Strompreisorientierte Fahrweise
Kommunikation

Zwei Server in hochsicheren Rechenzentren führen die Operationen des Virtuellen Kraftwerks durch. Jede dieser Anlagen ist komplett redundant ausgelegt und kann die Aufgabe der anderen Anlage vollständig übernehmen - bis hin zur Stromversorgung aus verschiedenen Mittelspannungsnetzen und redundanten, mehrfach ausgelegten Datenleitungen. Fällt einer der Server aus, springt automatisch und sekundenschnell sein Gegenstück ein. So stellen wir sicher, dass bei Störungsfällen in der Stromversorgung oder in der Datenkommunikation der Betrieb des Virtuellen Kraftwerks jederzeit gewährleistet bleibt. Denn besonders bei Stromnetzstörungen ist die Regelenergie unseres Anlagenschwarms besonders wichtig, um die Stromversorgung zu stabilisieren.
Datentypen

Das Leitsystem speichert und verarbeitet alle Daten, die nötig sind, um optimale Fahrpläne für Stromerzeuger und -verbraucher zu berechnen. Erfasste Daten sind zum Beispiel:
  • Ist-Leistung
  • Bereitschaft der Anlage oder des Stromverbrauchers
  • Leistungsband für die Regelenergie
  • Gas- oder Wärmespeicher
  • Ist-Temperatur (z.B. bei einem Kühlhaus)
  • Wasserfüllstände (z.B. bei einer industriellen Pumpe)
Regelenergie

Die Optimierungsalgorithmen unseres Virtuellen Kraftwerks erstellen kontinuierliche Fahrpläne in Echtzeit für das Leitsystem. Mit Hilfe dieser Daten wissen wir jederzeit, wie viel Leistung im Virtuellen Kraftwerk bereitsteht und wie viel Regelenergie wir auf dem Markt anbieten können. Die in der Leistungspreisauktion bezuschlagte Regelenergie muss anschließend für die gesamte Vorhaltungszeit im Next Pool bereitstehen.

Hierzu führt das Leitsystem permanent eine Optimierungsschleife durch: Es validiert alle Daten aus den Einzelanlagen und prüft, ob und mit welcher Leistung die Anlagen verfügbar sind. Diese Werte gleicht es wiederum mit den Sollwerten der Übertragungsnetzbetreiber ab. Abschließend übermittelt das Leitsystem die Optimierungs-Sollwerte über eine Kommunikationsschnittstelle über die M2M-Schnittstelle auf die SIM-Karten der Einzelanlagen, die ihre Leistung entsprechend anpassen.
Strompreisorientierte Fahrweise

Mit dem Leitsystem können Stromerzeuger und Stromverbaucher strompreisorientiert gefahren werden: Auf Basis von Strompreissignalen aus dem Intradayhandel der EPEX Spot können flexible Stromerzeuger (Wasserkraft, Biogas, BHKW) ihre Anlagen viertelstundengenau hoch- und herunterfahren. Die Anlagen produzieren also – zum besten Preis – immer nur so viel Strom wie tatsächlich benötigt wird. Auch flexible Stromverbraucher wie Industriepumpen fahren mit diesem Mechanismus strommarktorientiert, da sie Strom genau dann verbrauchen wenn er aufgrund der niedrigen Gesamtnachfrage besonders günstig ist. So trägt unser Leitsystem zur Stromnetzstabilisierung bei bevor der Einsatz von Regelenergie überhaupt nötig ist.

Zertifizierung

Das Informationssicherheitsmanagementsystem (ISMS) von Next Kraftwerke ist nach ISO/IEC 27001:2013 durch den die deutsche Prüforganisation TÜV Rheinland zertifiziert.

Zertifikatsurkunde (Deutsch)
Certificate (Englisch)
Pressemitteilung

Das Kundenportal "Mein Kraftwerk" – auch als App

Das Suisse Next-Kundenportal Mein Kraftwerk können Sie als Anlagenbetreiber vielfältig nutzen: So lässt sich der Status Ihrer Anlagen einsehen und verwalten, Sie können 

Leistungswerte Ihrer Anlage und monatliche Erlöse abrufen und wichtige Dokumente herunterladen. Mein Kraftwerk ist mit allen gängigen Webbrowsern kompatibel und auch bequem per App auf Apple- und Android-Geräten nutzbar. Auf Wunsch erhalten Sie auch Störungsmeldungen von Ihren Anlagen oder Benachrichtigungen über Regelenergieabrufe als Pushnachricht auf Ihr mobiles Endgerät.

Die Mein Kraftwerk-App zum kostenfreien Download im Apple AppStore und auf Google Play:

App in Google Play laden App im Apple App Store laden

Die Abmeldung Ihrer Anlage in Mein Kraftwerk ist sehr wichtig

Mit einem Schwarm von über 6.000 Anlagen zur Erzeugung von Strom aus Erneuerbarer Energie ist der Next Pool ein großer Faktor im Stromnetz geworden. Die Next Box informiert unser Leitsystem kontinuierlich und automatisch über die Bereitschaft Ihrer Anlage. Was sie allerdings nicht wissen kann ist, wenn Sie Ihre Anlage zu Wartungs- oder Reparaturzwecken vom Netz nehmen müssen. Diese Informationen müssen Sie selbst dem Virtuellen Kraftwerk melden – hierzu können Sie Mein Kraftwerk zur Abmeldung nutzen.

Hier können Sie Wartungs- und Reparaturzeiten Ihrer Anlage zeitlich dokumentieren und einen Grund für die Ausfallzeit Ihrer Anlage nennen. Nach Ablauf der eingestellten Zeit meldet sich Ihre Anlage dann wieder wie gewohnt im Virtuellen Kraftwerk an und steht wieder für alle Operationen zur Verfügung.

Erleben Sie das Virtuelle Kraftwerk

Sie möchten genau wissen, wie das Virtuelle Kraftwerk funktioniert? Dann schauen Sie sich doch einmal unsere Technologiegrafik oder unsere interaktive Kraftwerkssimulation "Next Frequenz" an.