Intelligente Infrastruktur von Komponenten zur Steuerung und Regelung

Evaluierung neuer Betriebskonzepte für stabiles Netzmanagement.

Netzbetrieb

Die Aufgaben der Netzbetreiber im Smart Grid müssen erheblich weitergefasst werden als in herkömmlichen Stromnetzen. Erzeugungsanlagen und zusätzliche Verbraucher müssen in den Netzbetrieb integriert werden. Durch die Energie-, Verkehrs- und Wärmewende treten auch auf den unteren Netzebenen große Leistungen auf, die gemanagt werden müssen, um das Netz trotzdem stabil zu halten. Es erfordert eine intelligente Infrastruktur von Komponenten zur Steuerung und Regelung. Unsere Leitwarte im Digtal Grid Lab erlaubt die Evaluierung von neuen Betriebskonzepten.

Unsere FuE-Leistungen zum Thema »Netzbetrieb« umfassen:

Betriebsführung von Netzen

Belastungs- und Schaltzustände
© Fraunhofer ISE
Visualisierung der Belastungs- und Schaltzustände im Netz.

Mit einer guten Datengrundlage kann der Betrieb des Netzes optimal gestaltetet werden.
Der Betrieb von elektrischen Netzen verteilt sich heute auf viele Komponenten, wie regelbare Ortsnetztransformatoren, Blindleistung aus Wechselrichtern oder Energiemanagement in Kundenanlagen. Ein klassischer hierarchischer Betrieb ist hier oft nicht mehr möglich oder zumindest nicht mehr optimal.
An dieser Stelle setzen wir mit unserem spannungsebenübergreifenden selbst lernenden Regler ein, der im Projekt »Green Access« entwickelt wurde. 

Digitaler Zwilling

Leitwarte
© Fraunhofer ISE
Leitwarte zur Steuerung des Hardware-in-the Loop Systems mit Digitalem Zwilling.

Der Digitale Zwilling in unserem Digital Grid Lab stellt eine modellhafte Nachbildung Ihres existierenden Netzes dar. Durch die Anbindung an unsere Leitwarte können hier ohne Gefahr für den sicheren Netzbetrieb neue Regelungskonzepte für das Verteilnetz evaluiert werden. 

Netzzustandsschätzung

Visualisierung des abgeschätzten Netzzustandes als Heatmap
© Fraunhofer ISE
Visualisierung des abgeschätzten Netzzustandes als Heatmap.

Ein essenzieller Bestandteil in der Leittechnik ist die Verfügbarkeit von verlässlichen Messungen. Auch mit dem Rollout von IMSys wird keine vollständige Beobachtbarkeit speziell der Verteilnetze gegeben sein. Hier setzen wir mit unseren Verfahren der Netzzustandsschätzung an, um die unbekannten Knoten zu berechnen.

Betriebsführung, Betriebsoptimierung

Netzersatzanlage 2.0
© Fraunhofer ISE
Bedienung der Netzersatzanlage 2.0 (hier Trennung vom öffentlichen Netz).

Mit einem stetig wachsenden Anteil an erneuerbaren Energien im Stromnetz muss das Gebäude der Zukunft an die Bedürfnisse einer regenerativ dominierten Stromerzeugung angepasst werden. Damit steht das Energiesystem als Ganzes einschließlich aller Erzeugungseinheiten im Fokus. Am Fraunhofer ISE entwickeln und testen wir angepasste Regelungs- und Betriebsführungskonzepte, die ein erhöhtes lokales Lastmanagement ermöglichen. Mit Hilfe eigens entwickelter, leistungsfähiger Tools sind wir in der Lage ein detailliertes Monitoring von Energieversorgungssystemen durchzuführen und dies in unserem Digital Grid Lab abzubilden. 

Unsere Services umfassen:

  • Entwicklung leistungsfähiger Tools zur Visualisierung und Überwachung des Energieversorgungssystems
  • Werkzeuge und Konzepte für die Qualitätssicherung der Regelung und Betriebsführung von Energieversorgungssystemen
  • Beratung und Erstellung von energie- und kostenoptimierten Betriebsführungskonzepten
  • Akteurseinbindung und Akzeptanzstudien
  • elink –Webservice für dezentrale Energiemanagementsysteme:
    • SynPRO: synthetische zeitlich hochaufgelöste Profile für Strom und Wärme
    • schedSOL: prognosebasierte Betriebsoptimierung

Weitere Informationen zu diesem Forschungsthema:

FuE-Infrastruktur

Digital Grid Lab

in unserem Zentrum für Leistungselektronik und nachhaltige Netze

Forschungsprojekt

»Green Access« – Wieviel Smart Grid brauchen wir?