DynaNet
Entwicklung, Standardisierung und Erprobung einer dynamischen Netzentgeltsystematik als Preisbestandteil und Preissignal für lokales netzdienliches Verhalten in Verbindung mit Home-Energie-Management-Systemen.
Das Verbundvorhaben DynaNet zielt auf die Entwicklung eines dynamischen, netzdienlichen Stromtarifs, der lokale Netzrestriktionen berücksichtigt und so die Netzstabilität fördert. Bestehende dynamische Tarife orientieren sich bisher ausschließlich an Börsenpreisen und ignorieren technische Engpässe auf lokaler Netzebene, was zu Fehlanreizen führt. DynaNet entwickelt eine zusätzliche, variable Netzentgeltkomponente, die netzdienliches Verhalten von Endkund:innen durch gezielte Preissignale anreizt. Grundlage dafür sind Prognosen des Netzzustands über Lastflussberechnungen und Sensitivitätsanalysen, integriert in eine standardisierte Middleware-Architektur. Die Umsetzung wird in einem Feldtest im Netzgebiet der Stadtwerke Saarlouis demonstriert
Unsere Rolle im Projekt
Im Projekt DynaNet entwickeln wir ein KI-gestütztes Modell für dynamische Strompreise, das Börsenstrompreise, Netzentgelte und die aktuelle Netzauslastung kombiniert. Um die Netzsituation möglichst präzise abzubilden, arbeiten wir an der Integration von Prognosen zur erneuerbaren Erzeugung und tragen so zu einer verbesserten Vorhersage der Netzbelastung bei. Neben der Modellierung selbst unterstützen wir die technische Einbindung in die Systemarchitektur und die Anbindung an die Software. Damit schaffen wir die Grundlage für ein Preissystem, das sowohl die Netzdienlichkeit stärkt als auch flexibel in bestehende und zukünftige Energiesysteme integriert werden kann. Abschließend validieren wir das dynamische Strompreismodell unter Realbedingungen im Feldtest mit dem Praxispartner Stadtwerke Saarlouis. Durch diese Kombination aus technischer Entwicklung und praktischer Validierung leisten wir einen zentralen Beitrag zur Umsetzung flexibler Strompreissysteme und zur Übertragbarkeit der Ergebnisse in Wissenschaft, Praxis und Gesellschaft.
Arbeitspaket 1
Ziel: Definition eines gemeinsamen Zielbilds, Anwendungsfällen, Prozesslandkarte und Systemarchitektur als Grundlage für ein interoperables, skalierbares Energiesystem.
Aufgaben des Instituts:
- Mitgestaltung des Zielbilds mit Fokus auf den dynamischen Preisfahrplan.
- Anforderungsanalyse zu Preisfahrplan, Energieprognosen und Netzauslastung.
- Mitkonzeption der Einbindung dynamischer Strompreise in die Gesamtarchitektur.
- Unterstützung bei der Prozesslandkarte und Systemarchitektur im Kontext dynamischer Tarife.
- Kontinuierliche Weiterentwicklung der Anforderungen bei rechtlichen Änderungen.
Gesamtergebnis:
Ein abgestimmtes Zielbild, definierte Anwendungsfälle, eine strukturierte Prozesslandkarte und eine modular aufgebaute Systemarchitektur, die als Grundlage für die weitere Entwicklung dient. Das „Big Picture“ wird bis März 2026 finalisiert
Arbeitspaket 2
Ziel: Entwicklung einer standardisierten, offenen Middleware-Infrastruktur auf Basis digitaler Zwillinge zur Entkopplung der Teilsysteme, Ermöglichung des flexiblen Systemaustauschs sowie Integration von Prognose-, Netz- und Preismodellen über interoperable REST-APIs.
Aufgaben des Instituts:
Abstimmung von Semantik, Schnittstellen und Protokollen für die Integration des dynamischen Preisfahrplans
Anbindung und Test der bidirektionalen Schnittstelle zwischen Middleware und Preisfahrplanmodell
Mitwirkung bei der Spezifikation der Datenmodelle unter Berücksichtigung der Anforderungen an dynamische Tarife
Unterstützung bei der Anpassung der Referenznetze zur Modellierung netzdienlicher Preis- und Entgeltsysteme
Beteiligung an Netzauslastungs- und Sensitivitätsanalysen zur Ableitung von Eingangsparametern für die dynamische Preisbildung
Gesamtergebnis:
Eine funktionsfähige Middleware mit standardisierten Schnittstellen und interoperablen Datenmodellen für digitale Zwillinge, angebunden an Netz-, Prognose- und Preissysteme. Bereitstellung eines Technologie-Demonstrators, Referenznetzen sowie Analysen zur Netzauslastung und Sensitivität. Meilenstein: Prototyp der Middleware für die dynamische Preisbildung.
Arbeitspaket 3
Ziel:
Entwicklung eines regionalisierten EE-Prognosemoduls zur präzisen Abschätzung der Einspeiseleistung aus PV- und Windanlagen, inklusive technischer Integration und Anbindung an die Middleware.
Aufgaben des Instituts:
Mitwirkung bei der Feinkonzeption der zeitlichen und räumlichen Granularität der EE-Prognosen in Abstimmung mit dem dynamischen Strompreismodell
Definition technischer Anforderungen an Auflösung, Update-Zyklen und Prognosehorizonte
Abstimmung zu Datenformaten und Datenmodellen zur Middleware-Anbindung
Integration der EE-Prognosen als Eingangsgröße für das dynamische Preismodell
Gesamtergebnis:
Ein interoperables EE-Prognosemodul mit definierter Granularität und technischer Schnittstelle zur Middleware, das präzise Einspeiseprognosen für PV und Wind bereitstellt und als Grundlage für die dynamische Preisgestaltung dient.
Arbeitspaket 4
Ziel:
Entwicklung eines dynamischen Preisfahrplans, der netzdienliches Verhalten fördert und Preiskomponenten wie Börsenstrompreis, Netzentgelt und optionale Anreize kombiniert.
Aufgaben des Instituts:
Konzeption und Implementierung des dynamischen Preisfahrplans
Entwicklung eines KI-basierten Optimierungsalgorithmus zur Preisgestaltung
Ausarbeitung von Parametrisierungsoptionen für Netzbetreiber
Analyse und Bewertung der zeitlichen und räumlichen Granularität des Preisfahrplans
Technische Umsetzung des Modells als SaaS und Anbindung an die Middleware
Test, Validierung und fortlaufende Optimierung des Preisfahrplans
Gesamtergebnis:
Ein standardisiertes, parametrisiertes und in die Systemarchitektur integriertes Preisfahrplanmodell mit KI-gestützter Optimierung, das dynamische Strompreise netzdienlich abbildet.
Arbeitspaket 5
Ziel:
Technische und kommunikative Integration des dynamischen Strompreises in die IT-Systeme des Energieversorgers sowie Entwicklung von kundennahen Lösungen zur Darstellung und Erklärung der Preisgestaltung.
Aufgaben des Instituts:
Feinabstimmung zur Integration des dynamischen Preisfahrplans in das Kundenportal
Entwicklung nutzerzentrierter Erklärungen zur KI-basierten Preisprognose („Erklärbare KI“)
Mitwirkung bei Integrationstests im Labor-Demonstrator zur Überprüfung der Preisfahrplan-Kommunikation
Test und Validierung der dynamischen Preislogik in Kombination mit Nutzerinteraktionen
Erprobung der erklärbaren KI-Komponenten in realitätsnaher Umgebung
Gesamtergebnis:
Ein integriertes Kundenportal mit dynamischem Strompreis, Schnittstellenanbindung und erklärbarer KI-Komponente zur transparenten Preisgestaltung für Endkund:innen.
Arbeitspaket 6
Ziel:
Erprobung und Validierung des KI-basierten dynamischen Preisfahrplans unter Realbedingungen bei Feldtestkunden, einschließlich der Analyse von Nutzerakzeptanz und der Ableitung von Handlungsempfehlungen zur Optimierung der Steuerungsparameter und Nutzerfreundlichkeit.
Aufgaben des Instituts:
Erprobung des KI-basierten dynamischen Preisfahrplans unter Realbedingungen
Durchführung von Akzeptanztests der Preisalgorithmen mit Feldtestkunden
Simulation starker Netzbelastungen zur Generierung dynamischer Preissignale
Evaluierung und Ableitung von Handlungsempfehlungen für Steuerungsparameter
Unterstützung bei sozioökonomischer und technischer Akzeptanzanalyse des Systems
Gesamtergebnis:
Ein validierter, realbetriebener KI-basierter dynamischer Preisfahrplan mit optimierten Steuerungsparametern und fundierten Empfehlungen zur Steigerung der Nutzerakzeptanz sowie der Netzstabilität.
Arbeitspaket 7
Ziel:
Bewertung und Ableitung regulatorischer Rahmenbedingungen für die dynamische Strompreisbildung und das dynamisierte Netznutzungsentgelt einschließlich der Qualifizierung netzdienlicher Speicheranlagen. Entwicklung von Empfehlungen zur Anpassung des regulatorischen Rahmens zur Unterstützung des Projektzielbilds.
Aufgaben des Instituts:
Analyse der regulatorischen Rahmenbedingungen im Kontext dynamischer Strompreise und Netzentgelte
Identifikation von Anpassungsbedarfen im bestehenden Strompreis- und Netzentgeltmodell
Unterstützung bei der Ausarbeitung von Vorschlägen zur Flexibilisierung des regulatorischen Rahmens
Mitwirkung bei der Bewertung rechtlicher Grenzen für dynamische Preisgestaltung und Speicherqualifizierung
Beratung des Projektteams zur Integration regulatorischer Anforderungen in das dynamische Preismodell
Gesamtergebnis:
Ein umfassendes Verständnis des regulatorischen Rahmens mit konkreten Empfehlungen und Entwürfen für Novellierungen, die die Umsetzung dynamischer Strompreise und Netzentgelte sowie die Integration netzdienlicher Speicheranlagen rechtlich absichern und fördern.
Arbeitspaket 8
Ziel:
Sicherstellung eines effizienten und koordinierten Projektablaufs durch umfassendes Projektmanagement sowie zielgerichtete Dissemination und Kommunikation der Projektergebnisse gegenüber internen und externen Stakeholdern.
Aufgaben des Instituts:
Mitwirkung bei der Veröffentlichung von mindestens zwei Open-Access-Publikationen zur Darstellung der Projektergebnisse
Präsentation des Projektvorhabens und der Zwischenergebnisse auf Fachkonferenzen
Unterstützung der Verbundkoordination bei der Dissemination
Beitrag zur transparenten Kommunikation des Projektfortschritts innerhalb und außerhalb des Konsortiums
Gesamtergebnis:
Effiziente Projektsteuerung und ein abgestimmtes Kommunikationskonzept mit erfolgreichen Veröffentlichungen und Präsentationen, die eine breite Sichtbarkeit der Projektergebnisse gewährleisten und den Wissenstransfer in Wissenschaft und Praxis fördern.
Die Ausgangssituation
Der Handlungsbedarf im Überblick
Die Energiewirtschaft steht vor großen Herausforderungen: Mit dem neuen §14a EnWG müssen ab 2024 viele Verbrauchergeräte steuerbar sein, um Netzengpässe zu vermeiden. Gleichzeitig sind dynamische, viertelstundenscharfe Netzentgelte ab 2025 verpflichtend, um lokale Netzbelastungen über Preissignale zu steuern. Derzeit fehlen jedoch standardisierte Lösungen und Abrechnungssysteme, die diese komplexen Anforderungen umsetzen. Außerdem gibt es kaum integrierte Systeme, die Netzüberwachung, dynamische Preise und automatisierte Verbrauchssteuerung verbinden. Deshalb besteht ein dringender Handlungsbedarf, um ein „atmendes“ Energiesystem zu ermöglichen, das Netzstabilität durch flexible, dynamische Preisgestaltung und smarte Steuerung fördert.
Steuerbare Verbraucher und dynamische Netzentgelte: Ab 2024 sind viele Geräte steuerbar, ab 2025 sind viertelstundenscharfe, dynamische Netzentgelte verpflichtend zur Netzstabilisierung.
Fehlende integrierte Lösungen: Es fehlen bisher standardisierte Systeme, die Netzüberwachung, dynamische Preise und automatisierte Steuerung verbinden.
Eure Kontaktperson
DynaNet
Dynamische Stromtarife für ein netzdienliches Verbrauchsverhalten im lokalen Verteilnetz
Kim Jost
kim.jost@aws-institut.de
+49 162 2934 470
Eure Kontaktperson
DynaNet
Dynamische Stromtarife für ein netzdienliches Verbrauchsverhalten im lokalen Verteilnetz
Kim Jost
kim.jost@aws-institut.de
+49 162 2934 470
Unser Lösungsansatz im Fokus
Das Forschungsprojekt DynaNet entwickelt ein intelligentes, dynamisches Preissystem zur netzdienlichen Steuerung von Stromverbrauch und -einspeisung im Verteilnetz. Im Fokus steht die Kombination von dynamischen Stromtarifen, digitalen Zwillingen und standardisierten Kommunikationsinfrastrukturen, um Netzengpässe zu vermeiden und den Stromverbrauch smarter zu steuern. Das System nutzt KI-basierte Prognosen, intelligente Messsysteme sowie eine modulare Middleware-Plattform, um ein dynamisches Zusammenspiel zwischen Netz, Strompreis und Endverbraucher zu ermöglichen.
Technisch basiert DynaNet auf zwei zentralen Komponenten:
NetzZustand – Digitale Zwillinge für Netzprognosen und Preisbildung
Digitale Zwillinge bilden Netzelemente in Echtzeit ab und verknüpfen aktuelle Lastdaten mit historischen Messwerten.
Eine Middleware-Plattform integriert standardisierte Schnittstellen und ermöglicht netzübergreifende Datenverarbeitung.
Durch KI-gestützte Sensitivitätsanalysen können regionale Netzengpässe frühzeitig erkannt und dynamische Preisfahrpläne generiert werden.
Die Grundlage bildet das verpflichtende Modul 3 aus §14a EnWG mit viertelstundenscharfen Netzentgelten.
FlexPreis – Dynamische Preiskomponenten für Haushalte
Ein Energiemanagementsystem (EMS) beim Endkunden verarbeitet Börsenstrompreise, Netzentgelte und individuelle Prognosen.
Intelligente Messsysteme (iMsys) mit Steuerbox ermöglichen die automatisierte Verbrauchsanpassung an Preissignale.
Preissignale berücksichtigen sowohl Einspeiseprognosen als auch regionale Netzkapazitäten.
Das System wird realitätsnah im Feldtest mit Partnern aus der Praxis (z. B. Consolinno Energy GmbH) validiert.
Die Kombination beider Komponenten erlaubt eine vernetzte, flexible und marktkonforme Steuerung von Stromverbrauch und -einspeisung. DynaNet schließt bestehende Lücken zwischen Netzüberwachung, Preisbildung und Abrechnung – ein entscheidender Schritt hin zu einem resilienten und dezentral organisierten Energiesystem.
Förderhinweis
Das Projekt DynaNet ist gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.
Förderkennzeichen: 03EI4102C
Laufzeit: 01.08.2025 – 31.07.2028
