InterPhaSe

Im Forschungsprojekt InterPhaSe wird die im Vorläuferprojekt PEAK entwickelte Plattform für den Peer-to-Peer-Energiehandel und die marktbasierte Bereitstellung von Flexibilitäten um weitere Funtionen erweitert und in verschiedenen Teststufen erprobt. 

Die PEAK-Plattform ermöglicht Haushalten den direkten Handel von lokal erzeugtem Strom und adressiert Netzengpässe vorausschauend, marktbasiert und automatisiert. Zentrale Elemente der Plattform sind Energie-Agenten in Form von Software für Heim-Energiemanagementsysteme (HEMS). Diese optimieren den Energieverbrauch in den Haushalten und interagieren mit dem Peer-to-Peer-Strommarkt.

Im Projekt InterPhaSe wird neben dem Stromsektor auch der Wärmesektor betrachtet. Hierzu wird die Plattform um Funktionen zur sektorübergreifenden Optimierung ergänzt, um Synergien zwischen den beiden Sektoren zu nutzen. Zudem werden Strategien zur Infrastrukturoptimierung entwickelt, um das Potenzial moderner Wärmesysteme für eine sichere, effiziente und CO₂-neutrale Wärmeversorgung auszuschöpfen. Die Kopplung von Strom- und Wärmesektor wird in Simulationen und einer Co-Simulation am Campus des Gas- und Wärme-Instituts Essen untersucht. 

Darüber hinaus sind Schutzmechanismen gegen Marktmanipulationen, die Berücksichtigung regulatorischer Vorgaben gemäß § 14a EnWG und § 9 EEG sowie die Einbindung von Ein- und Mehrfamilienhäusern geplant. Zu diesem Zweck sollen hausinterne Kommunikationsstandards, basierend auf dem EEBUS-Standard, weiterentwickelt werden.

Die Absicherung der IT-Infrastruktur durch selbstsouveräne Identitäten wird um eine attributbasierte Zugriffskontrolle ergänzt. Dadurch werden Zugriffsrechte nicht nur eindeutig einzelnen Nutzern oder Systemen zugeordnet, sondern intelligent an klar definierte Eigenschaften, Rollen und Nutzungskontexte geknüpft um einen sicheren Betrieb der der Plattform zu gewährleisten.

Projektlaufzeit: 08/2025 bis 07/2028

Um eine umfassende Treibhausgasneutralität zu erreichen, muss das bisherige Energiesystem grundlegend transformiert werden – insbesondere mit Blick auf die zunehmende Bedeutung elektrischer Energie. Elektrische Verteilnetze sehen sich durch neue Lasten wie Wärmepumpen, E-Ladepunkte und dezentrale Einspeiser in Form von PV- und Windkraftanlagen wachsenden Belastungen gegenüber, für die sie ursprünglich nicht ausgelegt wurden. Aufgrund wirtschaftlicher und technischer Limitierungen sind klassische Maßnahmen wie der Um- und Ausbau der Netzinfrastruktur allein unzureichend, um diesen Entwicklungen entgegenzuwirken. Die Energiewende erfordert daher innovative Konzepte wie die aktive Netzführung, um durch den Einsatz von Flexibilität Engpässe zu vermeiden.

Auch der Wärmesektor steht vor grundlegenden Veränderungen, die ohne koordinierte Ansätze nur schwer effizient zu steuern sind. Eine sektorübergreifende Vernetzung von Strom- und Wärmenetzen soll Synergien nutzen, Engpässe flexibler ausgleichen und die Gesamtsystemeffizienz erhöhen. Im Projekt InterPhaSe wird die bestehende Plattform aus PEAK um den Wärmesektor erweitert, um Energieflüsse über beide Sektoren zu optimieren, automatisierte Steuerungen zu ermöglichen und Strategien für die Infrastrukturoptimierung zu entwickeln. Ein weiterer Aspekt ist die Entwicklung kostengünstiger, netzdienlicher Ansätze, bei denen Partizipation einen finanziellen Mehrwert oder eine optimierte Nutzung ermöglicht und somit die Akzeptanz erneuerbarer Energien erhöht. Dabei soll, wenn möglich auf marktbasierte Mechanismen und Anreize statt auf regulatorische Zwangsmaßnahmen gesetzt werden.

Die InterPhaSe-Plattform verwendet einen agentenbasierten, modular erweiterbaren Ansatz, der aktive Netzführung, Peer-to-Peer-Energiehandel und die sektorübergreifende Optimierung von Strom- und Wärmeflüssen integriert. Zentrales Element ist eine Netzzustandsprognose, die Netzengpässe in Mittel- und Niederspannungsnetzen vorausschauend erkennt und durch eine marktbasierte, automatisierte Steuerung mittels Flexibilitäten (z. B. Wärmepumpen, Ladeinfrastruktur, Speicher) ausgleicht. Die Kommunikation basiert hier auf dem EEBUS-Standard.

Über HEMS-Software-Agenten werden Haushalte in lokale Energiemärkte eingebunden. Sie optimieren ihren Energieverbrauch und tragen sowohl präventiv als auch kurativ zur Netzstabilität bei. Zusätzlich wird die Netzsicherheit durch die aktive Netzsteuerung des PSIngo gemäß § 14a EnWG und § 9 EEG, mittels netzdienlicher Eingriffe sichergestellt. Die Plattform wird um den Wärmesektor erweitert, um Synergien zwischen Strom- und Wärmeversorgung zu analysieren und Strategien zur Infrastrukturoptimierung und kommunalen Wärmeplanung abzuleiten. Ein zentrales Element stellt hierbei die Datenplattform PSIconnect dar, welche die Schnittstelle zwischen den einzelnen Elementen der Plattform umsetzt. Ein Security-by-Design-Konzept, das auf selbstsouveränen Identitäten und attributbasierter Zugriffskontrolle basiert, sichert die IT-Infrastruktur ab.