AI4Grids

KI – basierte Planung und Betriebsführung von Verteilnetzen und Microgrids zur optimalen Integration regenerativer Erzeuger und fluktuierender Lasten im Rahmen der Energiewende

Laufzeit: 09/2020 -12/2023
Auftraggeber / Zuwendungsgeber:
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz
Kooperationspartner: Hochschule Konstanz (HTWG) – Konsortialführer, International Solar Energy Research Center Konstanz e.V. (ISC Konstanz), Stadtwerk am See GmbH & Co. KG, Energiedienst AG
Webseite: https://www.htwg-konstanz.de/hochschule/projekte/ai4grids/ueber-ai4grids/
Projektfokus:         
Leitwarte im Digital Grid Lab des Fraunhofer ISE
© Fraunhofer ISE
Leitwarte im Digital Grid Lab des Fraunhofer ISE als zentrale Schaltstelle für den Netzbetrieb mit KI-Verfahren.

Um den Klimawandel zu verlangsamen, brauchen wir eine Abkehr von fossilen Energiequellen. Der notwendige Ausbau der erneuerbaren Energien und die Umstellung auf Elektroautos stellt das Stromnetz jedoch vor Herausforderungen: Solar- und Windenergie speisen Strom sehr unregelmäßig in das Stromnetz ein, während der Energiebedarf vor allem in den Städten steigt. Dennoch können neue flexible Verbraucher, wie Elektroautos und Wärmepumpen, im Zusammenspiel mit den schwankenden regenerativen Erzeugern zur Lösung für die Energiewende werden - durch eine intelligente Netzsteuerung.

Das Ziel des Projekts ist es, die für die Energiewende benötigten Erzeuger und Verbraucher mittels intelligenter Netzbetriebsführung effizient in das Mittel- und Niederspannungsnetz zu integrieren. So wird eine bessere Synchronisierung von Energiemengen und Netzkapazitäten erreicht.

Dazu werden Algorithmen entwickelt, die auf künstlicher Intelligenz (KI) basieren und die Planung und Betriebsführung von Stromnetzen auf Verteilnetzebene unterstützen. So wird beispielweise ein Algorithmus im Fall einer Störung eine Handlungsempfehlung an die Leitwarte ausgeben, um die Störung schnell zu beheben. Ein solcher KI-basierter Ansatz für die Betriebsführung benötigt ein umfassendes Bild des Netzzustandes. Dazu überwachen automatisierte Verfahren fortlaufend die aktuelle Netzstruktur und die Installation neuer Netznutzer. Zudem wird das KI-System um eine integrierte Lastprognose ergänzt, die Wetter- und Verbrauchsdaten zur Vorhersage nutzt. Durch die gezielte Regelung von Verbrauchern und eine verlässliche Prognose der Erzeugung kann das Netz vor kritischen Belastungen geschützt und eine stabile Stromversorgung sichergestellt werden.

Weitere Informationen zu diesem Forschungsthema:

Geschäftsfeldthema

Intelligente Netze

Geschäftsfeld

Leistungselektronik, Netze und Intelligente Systeme