Das FZI Forschungszentrum Informatik am Karlsruher Institut für Technologie betreibt seit mehr als 30 Jahren erfolgreich angewandte Forschung und Technologietransfer im gesamten Bereich der Informationstechnologie. Das FZI unterstützt – insbesondere kleine und mittelständische – Unternehmen ebenso wie öffentliche Einrichtungen, die neuesten Erfolge wissenschaftlicher Forschung aus Informatik, Wirtschaftswissenschaften und Ingenieurwissenschaften in wirtschaftlichen Nutzen umzusetzen. Das FZI verfügt mit dem Wissen aus vielen Projekten und Forschungsaktivitäten – insbesondere im Bereich Smart Grids und multimodalem Energiemanagement – über umfassende Kompetenzen, um innovative Lösungen im Bereich der Energieinformatik zu erforschen und zu implementieren.

Mit dem FZI House of Living Labs https://www.fzi.de/de/forschung/fzi-house-of-living-labs/ wurde eine partizipative und interdisziplinäre Entwicklungs- und Demonstrationsplattform realisiert, in die verschiedene dezentrale Erzeugungsanlagen, elektrische und thermische Speicher sowie kommunikationsfähige Verbraucher in den realen Gebäudebetrieb integriert sind. Das Living Lab smartEnergy https://www.fzi.de/de/forschung/fzi-house-of-living-labs/fzi-living-lab-smartenergy/ ist dabei einer der Kernbestandteile, über den sich die Erkenntnisse aus den laufenden Forschungsarbeiten direkt demonstrieren und evaluieren lassen. Dadurch wird der Transfer von aktuellen Forschungserkenntnissen in die Praxis ermöglicht.

Forschungsziele

Die Forschungsschwerpunkte des FZI im Projekt grid-control sind zunächst die Entwicklung von Verfahren zur Integration einer Vielzahl von Komponenten, Anlagen und Systeme in ein Gebäude-Energiemanagementsystem (GEMS). Hierfür wird eine bestehende Software-Architektur, das Organic Smart Home http://www.organicsmarthome.org, weiterentwickelt, um mit den verfügbaren Anlagen Systemdienstleistungen im Kontext eines dezentral gesteuerten Netzabschnittes bereitzustellen.

Das GEMS stellt in diesem Zusammenhang insbesondere eine Abstraktionsschicht zwischen den zahlreichen Komponenten innerhalb des Gebäudes und der Schnittstelle zum externen Marktteilnehmer dar.

Am FZI werden im Projekt grid-control Algorithmen und Mechanismen für den koordinierten Einsatz der steuerbaren Komponenten durch das GEMS entwickelt und erprobt. Im Vordergrund stehen dabei die Identifikation sowie der effiziente Abruf von Flexibilitätsoptionen durch externe Marktteilnehmer. In einem kontinuierlichen Prozess überwacht das GEMS die Einhaltung eines vorgegebenen Fahrplans. Weicht dieser von der Prognose bzw. Vorgabe durch den externen Marktteilnehmer ab, wird die Abweichung, wenn möglich, mit lokalen Flexibilitäten ausgeglichen. Ist ein lokaler Ausgleich nicht möglich wird eine neue Fahrplan-Prognose sowie die daraus einhergehenden Flexibilitäten berechnet und wieder an den externen Marktteilnehmer kommuniziert. Dabei wird insbesondere zwischen den verschiedenen Phasen des Netzampelkonzepts unterschieden. Im Labortest wird zusätzlich das Potential dezentraler Komponenten durch die koordinierte Bereitstellung von Systemdienstleistungen im Verteilnetz untersucht.

Mit den Erkenntnissen aus Labor- und Feldtest werden die verwendeten Schnittstellen, Verfahren und Algorithmen sukzessive angepasst und als integriertes Szenario im Gesamtsystem evaluiert.

 

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