Neuer CKW-Algorithmus steigert Erträge von Grossbatterien

Der CKW-Algorithmus berechnet den optimalen Einsatz von Grossbatterien (BESS) neu für alle Flexibilitätsmärkte.

Der CKW-Algorithmus sorgt in Echtzeit für eine kontinuierliche Optimierung des Einsatzes von Batteriespeichersystemen (BESS: Battery Energy Storage System). Es erfolgt eine wirtschaftliche Querverbund-Optimierung zwischen den unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten Peak Shaving, Primärregelleistung sowie neu auch Sekundärregelleistung. Dies ermöglicht Verteilnetzbetreibern und Industrieunternehmen, ihre BESS noch optimaler zu vermarkten und somit den Ertrag deutlich zu steigern.

Text: CKW | Bild: CKW | Erschienen: Dezember 2021

Durch Leistungsspitzen (Peaks) beim Stromverbrauch entstehen hohe Kosten für Verteilnetzbetreiber und Industrieunternehmen. Grossbatterien werden eingesetzt, um diese Leistungsspitzen gegenüber dem vorgelagerten Netzbetreiber zu reduzieren. Beim sogenannten Peak Shaving erfolgt eine Entladung der Batterie zeitgleich zur Lastspitze, wodurch diese reduziert und Kosten verhindert werden.

Da Lastspitzen nur in einzelnen Viertelstunden auftreten, kann die Flexibilität der Batterie in der restlichen Zeit an den Übertragungsnetzbetreiber Swissgrid vermarktet werden, um das Schweizer Stromnetz mit sogenannten Systemdienstleistungen (SDL) zu regeln und zu balancieren. Am Flexibilitätsmarkt von Swissgrid wird zwischen den verschiedenen SDL-Produkten Primärregelleistung (PRL) und Sekundärregelleistung (SRL) unterschieden. Erfahrungswerte zeigen, dass SDL je nach Lastgang bis zu 70 Prozent der Zeit erbracht werden können und für wichtige Zusatzerlöse der Batterie sorgen.

Mehr Ertrag dank Einsatz für Sekundärregelleistung

Bis anhin wurden die Batterien neben Peak Shaving ausschliesslich für Primärregelleistung eingesetzt. CKW hat den Algorithmus zum Berechnen des optimalen Einsatzes der Batterie nun erweitert, sodass dieser seit Oktober 2021 nicht nur für möglichst tiefe Lastspitzen sorgt, sondern gleichzeitig auch die Vermarktung von PRL und SRL im Querverbund optimiert.

  • BESS-Algorithmus

    Der Algorithmus zur Bewirtschaftung der Batterie wurde vollständig intern bei CKW entwickelt und dient der optimalen Bewirtschaftung. Für das Peak Shaving gilt es den Zeitpunkt und das Profil der Netzlastspitzen möglichst genau zu prognostizieren. Hierfür muss der Algorithmus möglichst exakte Lastprognosen für den zukünftigen Stromverbrauch berechnen. Anhand dieser entscheidet der Algorithmus, ob die Batterie für das Peak Shaving eingesetzt oder für Systemdienstleistungen vermarktet wird.

    Die Lade-/Entladesteuerung der Batterie (sog. State of Charge Management, SoC) berücksichtigt die Vorgaben von Swissgrid und die vermarktete Vorhaltung kann während des Lade-/Entladevorgangs jederzeit nachgewiesen werden. Zusätzlich sind die notwendige Überwachung und die Ansteuerung der Batterie im eigenen Energiemanagementsystem umgesetzt.

  • CKW Flexpool

    CKW hat sich in den letzten zehn Jahren als bedeutende Marktakteurin in der Bewirtschaftung von dezentralen Produktions- bzw. Verbrauchsanlagen etabliert – mit ihrem Flexpool betreibt CKW heute das grösste virtuelle Kraftwerk der Schweiz und trägt mit der Optimierung dezentraler Anlagen zur Versorgungssicherheit bei. Der Flexpool besteht mittlerweile aus über 200 Einzelanlagen und 15 verschiedenen Technologien, welche bei Bedarf flexibel zu- oder abgeschaltet werden.

    Im Jahr 2019 ist die Bewirtschaftung von Grossbatteriespeichern ein Teil des Produktportfolios von CKW geworden. Anfang 2022 realisiert CKW gemeinsam mit Axpo am Standort Rathausen eine moderne Grossbatterie mit einer Leistung von 6,25 MW.

Dadurch können Grossbatteriebetreiber ihre Erträge weiter steigern. So zum Beispiel die Elektrizitätswerk Jona-Rapperswil AG (EWJR), die seit 2019 einen Batteriespeicher nutzt, um Schwankungen im Netz auszugleichen und Kosten zu optimieren. «Dank der Erweiterung werden unsere Lastspitzen weiterhin optimiert und je nach Preisniveau von SRL und PRL entscheidet der Algorithmus über den optimalen Einsatzbereich unserer Batterie», erklärt Michael Bätscher, Geschäftsführer der EWJR. Indem der Batteriespeicher der EWJR in den CKW-Flexpool eingebunden ist, können durch die Flexibilitätsvermarktung wichtige Zusatzerlöse zum Peak Shaving generiert werden.

Die neue Funktionalität ist skalierbar und kann für bestehende und neue Kunden angewendet werden.

Schematische Darstellung des operativen Einsatzes einer Grossbatterie.

Schematische Darstellung des operativen Einsatzes einer Grossbatterie. Lastspitzen (graue Fläche) werden mittels Batterieeinsatz geglättet. Unmittelbar danach wird die Batterie wieder aufgeladen (dunkelgrüne Fläche). In der restlichen Zeit ist die Batterie für Systemdienstleistungen verfügbar. Der Algorithmus berechnet, wann es sich lohnt, die Batterie für das Peak Shaving einzusetzen.

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