OpenADR

Was ist OpenADR?

OpenADR (Open Automated Demand Response) ist ein herstellerunabhängiger, offener und sicherer Kommunikationsstandard, der weit verbreitet zur Automatisierung der Laststeuerung (Demand Response) und zur Verwaltung verteilter Energieressourcen (DER) im Energiesektor eingesetzt wird. OpenADR ermöglicht eine nahtlose Interaktion zwischen Energieversorgern, Aggregatoren und Energieverbrauchern in Echtzeit. Durch die effiziente Kommunikation hilft OpenADR, die Netzlast auszugleichen, die Energieeffizienz zu steigern und übergeordnete Ziele des Energiemanagements im Bereich der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge und der erneuerbaren Energien zu unterstützen.

Wie funktioniert OpenADR?

OpenADR ist ein Protokoll zum Nachrichtenaustausch zwischen zwei Hauptakteuren: VTN und VEN. Die gesamte Kommunikation findet zwischen einem VTN und einem oder mehreren VENs statt.

Virtual Top Node (VTN)

Der Virtual Top Node (VTN) ist eine zentrale Serverkomponente innerhalb des OpenADR-Frameworks. Er befindet sich auf der Seite des Energieversorgers oder Netzbetreibers und dient als Steuerzentrale für das Management von Demand-Response-Ereignissen und die Interaktion mit verteilten Energieressourcen (DER). Hier sind die wichtigsten Funktionen im Detail:

Ressourcenmanagement: Der VTN überwacht eine Vielzahl von Ressourcen und stellt sicher, dass sie den Anforderungen des Stromnetzes entsprechen. Dazu gehören sowohl großflächige Anlagen wie Solarfarmen als auch kleinere dezentrale Ressourcen wie private EV-Ladegeräte und Batteriespeicher.
Erstellung und Übertragung von Ereignissen: Der VTN erzeugt Ereignisse im Zusammenhang mit Demand Response oder Energieverbrauch – z. B. Aufforderungen zur Lastreduktion oder Preisaktualisierungen – und übermittelt diese an die verbundenen Systeme (Virtual End Nodes oder VENs). Diese Ereignisse können im Voraus (tages-, stunden- oder minutenbasiert) geplant oder in Echtzeit gesendet werden.
Berichtsanforderungen und Datenaustausch: Der VTN fordert Telemetrie-, Leistungs- oder Konformitätsberichte von den VENs an, um zu überwachen, wie die Ressourcen auf die Ereignisse reagieren, und eine effektive Teilnahme an Demand-Response-Programmen sicherzustellen.
Integration von Demand Response und DER: Der VTN kommuniziert mit VENs, um dynamische Preisgestaltung, Lastmanagement und Strategien zur Energieeffizienz zu ermöglichen. Dies unterstützt sowohl direkte Laststeuerung als auch „Inform-and-Motivate“-Ansätze, bei denen Endkunden ihr Energieverhalten anhand bereitgestellter Informationen anpassen.
Interoperabilitätsunterstützung: Der VTN gewährleistet eine reibungslose Interaktion zwischen allen Beteiligten – einschließlich Energieversorgern, Aggregatoren und Endnutzern – durch Einhaltung der OpenADR-Standards für sichere und standardisierte Kommunikation.

Virtual End Node (VEN)

Der Virtual End Node (VEN) ist eine zentrale Komponente im OpenADR-Framework und befindet sich auf der Seite des Kunden oder der Energiequelle. Er interagiert direkt mit dem VTN und fungiert als Endpunkt, der Netzsignale für Demand Response (DR) oder das Management verteilter Energieressourcen (DER) empfängt und darauf reagiert. Zu den wichtigsten Funktionen eines VEN gehören:

Empfang von Ereignissen: Der VEN empfängt Demand-Response- oder andere netzbezogene Signale vom VTN. Dazu zählen Preisänderungen, Aufforderungen zur Lastreduktion oder andere Vorgaben zur Energienutzung, die auch in Echtzeit übermittelt werden können.
Erstellung und Übermittlung von Berichten: Der VEN sammelt Telemetriedaten wie Energieverbrauch, Ressourcenstatus oder Konformitätskennzahlen und übermittelt sie an den VTN. Diese Rückmeldeschleife ermöglicht es Netzbetreibern, die Wirkung der Ereignisse zu überwachen.
Lastmanagement auf Verbraucherseite: Durch die Steuerung von Ressourcen wie Beleuchtung, Haushaltsgeräten oder EV-Ladegeräten unterstützt der VEN das Lastmanagement auf der Kundenseite und stellt gleichzeitig eine optimierte Energienutzung sicher.
Interoperabilität und Sicherheit: Der VEN gewährleistet eine sichere und standardisierte Kommunikation mit dem VTN und unterstützt die nahtlose Integration verschiedenster Geräte und Systeme innerhalb des OpenADR-Frameworks.
Interoperability and Security: The VEN ensures secure and standardized communication with the VTN, supporting the seamless integration of diverse devices and systems within the OpenADR framework.

Weitere OpenADR-Komponenten

Signale und Ereignisse
- Signale: Stellen spezifische Anforderungen des Stromnetzes dar, z. B. Preissignale, Schwellenwerte für den Energieverbrauch oder Notfallmeldungen.
- Ereignisse: Zeitlich begrenzte Aufforderungen zu Demand-Response-Maßnahmen, die auf den Signalen basieren.
Profile – Definieren, wie Daten innerhalb von OpenADR-Systemen kommuniziert und verarbeitet werden. Gängige Profile sind:
- OpenADR 2.0a (einfache unidirektionale Kommunikation),
- OpenADR 2.0b (fortschrittlichere bidirektionale Kommunikation),
- OpenADR 2.0c Profile.
Transportprotokolle – Das System verwendet sichere und zuverlässige Kommunikationsprotokolle wie HTTPS, um Daten zwischen VTNs und VENs zu übertragen.
Demand-Response-Programme – OpenADR unterstützt verschiedene Programmtypen, darunter preisbasierte Demand-Response-Programme (z. B. zeitabhängige Tarife) und zuverlässigkeitsbasierte Programme (z. B. bei Netzengpässen).
Zertifizierung und Interoperabilität – Die OpenADR Alliance zertifiziert Geräte und Software, um die Einhaltung der Standards sowie die Interoperabilität zwischen verschiedenen Anbietern sicherzustellen.

Anwendung von OpenADR

OpenADR is crucial for integrating renOpenADR spielt eine entscheidende Rolle bei der Integration erneuerbarer Energien, der Stärkung der Netzresilienz und der Unterstützung fortschrittlicher Energiemanagementstrategien. Dies geschieht durch die Nutzung von Demand-Response-Programmen (DR) und verteilten Energieressourcen (DER) für folgende Anwendungsfälle:

Höhere Netzzuverlässigkeit – Bietet eine standardisierte Kommunikations- und Signalinfrastruktur für Demand Response, mit der Energieversorger und Aggregatoren die wachsende Energienachfrage und die dezentrale Energieerzeugung kosteneffizient steuern können.
Abmilderung von Preisspitzen – Unterstützt gewerbliche und industrielle Kunden dabei, die Auswirkungen von Critical Peak Pricing (CPP)-Ereignissen zu reduzieren.
Dynamisches Lastmanagement (DLM) – OpenADR-Signale ermöglichen die Optimierung von EV-Ladeplänen, um Netzüberlastungen zu Spitzenzeiten zu vermeiden.
Erneuerbare Energien – Synchronisiert EV-Ladevorgänge mit der Verfügbarkeit erneuerbarer Energien durch Echtzeitsignale.
Vehicle-to-Grid-Anwendungen – Unterstützt V2G-Szenarien durch die automatisierte bidirektionale Steuerung von Energieflüssen gemäß den Anforderungen des Stromnetzes.
Teilnahme an Demand-Response-Programmen – Ermöglicht EV-Flotten oder einzelnen Ladegeräten die Teilnahme an Demand-Response-Programmen von Energieversorgern.

Wie lassen sich Ladestationen mit OpenADR aktivieren?

Die Integration von Ladestationen in das OpenADR-Framework ermöglicht deren Nutzung als Demand-Response-Ressourcen, sodass Energieversorger und Betreiber den Stromverbrauch effizient steuern können. Die folgenden Schritte zeigen, wie Ladestationen innerhalb des OpenADR-Frameworks aktiviert werden können:

1. Direkte Registrierung der Ladestationen

Jede Ladestation wird einzeln beim OpenADR Virtual Top Node (VTN) registriert, der als Server für das Management von Demand-Response-Ereignissen fungiert. Diese Methode stellt eine direkte Verbindung zwischen der Ladestation und dem Energieversorger bzw. dem Demand-Response-System her.

2. Zentrale Registrierung über OCPP-Server

Alternativ kann ein zentraler Server, der das Open Charge Point Protocol (OCPP) verwendet, als Vermittler fungieren. In diesem Szenario gilt:

Der OCPP-Server (auch bekannt als CPMS) wird beim OpenADR Virtual Top Node (VTN) als OpenADR Virtual End Node (VEN) registriert.
Der Server aggregiert die teilnehmenden Ladestationen und übersetzt die OpenADR-Signale in OCPP-Smart-Charging-Kommandos.
Diese Kommandos werden anschließend an die entsprechenden Ladestationen im Netzwerk übermittelt, um Demand-Response-Maßnahmen umzusetzen.

Weitere Informationen zu OpenADR

Die OpenADR Alliance wurde im Jahr 2010 von Branchenakteuren gegründet, um auf der Basis technischer Entwicklungen die Weiterentwicklung, Erprobung und Einführung kommerzieller OpenADR-Lösungen zu unterstützen und deren Verbreitung und Akzeptanz zu beschleunigen.