Warum das Projekt wichtig ist
Die Transformation des Energiesystems bringt einen massiven Ausbau erneuerbarer Energien wie Solarstrom und Windkraft mit sich. Die steigende Volatilität bringt klassische Prozesse an ihre Kapazitätsgrenzen. Der daraus resultierende hohe manuelle Aufwand belastet den Systembetrieb massiv und verhindert, dass bestehende Kostensenkungspotenziale voll ausgeschöpft werden. Der Optimizer setzt genau hier an: Als europaweite Pionierlösung automatisiert er den Abruf von Regelenergie KI-gestützt und kostenoptimiert. Dies entlastet die Netzleitstelle und unterstützt einen stabilen Netzbetrieb.
Projekt
Herausforderung
Um das Netzgleichgewicht jederzeit sicherzustellen, müssen Abweichungen zwischen Produktion und Verbrauch frühzeitig erkannt und ausgeglichen werden. Das ist eine der Kernaufgaben der Spezialistinnen und Spezialisten in der Netzleitstelle. Das Stromnetz ist auf ein Gleichgewicht zwischen Produktion und Verbrauch ausgelegt. Abweichungen innerhalb eines definierten Toleranzbereichs sind normal und werden laufend ausgeglichen. Grössere oder anhaltende Ungleichgewichte können jedoch den stabilen Netzbetrieb gefährden.
Die eigentliche Herausforderung für Swissgrid liegt jedoch nicht nur im Erkennen dieser Abweichungen, sondern in der raschen und möglichst kosteneffizienten Aktivierung der passenden Regelenergie. Hierbei wird bevorzugt mFRR (manual Frequency Restoration Reserve) eingesetzt, um aFRR (automatic Frequency Restoration Reserve) für kritische Situationen zu reservieren. Zu entscheiden, welches Marktprodukt im konkreten Fall optimal ist, ist komplex und anspruchsvoll. Für eine manuelle Analyse bleibt den Spezialistinnen und Spezialisten in der Netzleitstelle aufgrund des dichten operativen Alltags kaum Zeit. Zudem übersteigt die Komplexität in Echtzeit die menschliche Analysekapazität für eine durchweg kostenoptimale Entscheidung.
Lösungsansatz
Der Optimizer nutzt künstliche Intelligenz, um das Gleichgewicht im Netz laufend zu überwachen, relevante Daten automatisch auszuwerten und die Aktivierung der Regelenergie im jeweils günstigsten Markt zu steuern. So wird der Prozess nicht nur schneller und präziser, sondern auch wirtschaftlicher – und die Netzleitstelle kann sich auf die übergeordnete Steuerung und Überwachung konzentrieren. Zwei technologische Kernkomponenten machen diese Präzision und Effizienz möglich:
- Modell‑Orchestrierung und automatisierter Betrieb (MLOps): Unsere Prognosen basieren auf einer Vielzahl maschineller Lernmodelle, die kontinuierlich weiterentwickelt werden. Ein MLOps-Prozess orchestriert diesen Zyklus: Wie ein Fussball-Coach, der Formation und Aufstellung präzise auf den Gegner abstimmt, wählt das System autonom die besten Modellarchitekturen sowie Parameter aus und überführt sie via DevOps-Betrieb automatisiert in den aktiven Netzbetrieb.
- Stochastische Portfolio‑Optimierung der Marktallokation: Wie bei einer Portfolio-Optimierung verteilt das System Energiebedarfe robust auf verschiedene Märkte. Um Preissprünge durch zu hohe Volumina in einzelnen Märkten zu vermeiden, berechnet die stochastische Optimierung die ideale Verteilung und erzielt so eine gesamtheitlich kostengünstigere Lösung.
Nutzen und Resultate
Der Optimizer ist ein wichtiger Baustein auf dem Weg zu einem modernen, flexiblen Energiesystem. Er macht den Netzbetrieb smarter, unterstützt die Netzleitstelle mit datenbasierten Empfehlungen, reduziert Kosten und erhöht die Versorgungssicherheit. Das ermöglicht neue Einblicke in die Prozesse und unterstützt die Zusammenarbeit zwischen Menschen und der Künstlichen Intelligenz im Systembetrieb. Swissgrid bietet damit ein echtes Innovationsprodukt, das die Netzführung effizienter, sicherer und zukunftsfähig macht.
Aktueller Projektstand/Ausblick
Nach dem erfolgreichen Praxiseinsatz als Pilotapplikation wird der Optimizer stetig optimiert, um den dynamischen Anforderungen des Energiesystems gerecht zu werden. Diese kontinuierliche Leistungssteigerung ist erst der Anfang: Als Grundstein für weitere Automatisierungsschritte bauen wir den Optimizer zu einer modularen Produktfamilie aus. Unser Ziel ist es, die Effizienzgewinne auf alle relevanten Herausforderungen im Regelenergieprozess auszuweiten.