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FiN - Fühler im Netz

Breitband-Powerline-Technologie zur Netzüberwachung nutzen

Projektstatus
Begonnen
Logo Fühler im Netz

Die Stromnetze der Zukunft sind geprägt durch eine Vielzahl an dezentralen Anlagen, die Strom aus erneuerbaren Energiequellen in das lokale Verteilnetz einspeisen. Aufgrund des fluktuierenden, von Wetter und Tageszeit abhängigen Charakters können Photovoltaik und Windenergieanlagen allerdings die Netzstabilität negativ beeinflussen und die Versorgungssicherheit gefährden. Es ist also wichtig, den Netzzustand stetig zu überwachen und zu erfassen. Um die in Deutschland gewohnte Versorgungssicherheit und Netzstabilität auch zukünftig gewährleisten zu können, spielt die detaillierte Erfassung des Netzzustandes eine wichtige Rolle. Nur so können die Verantwortlichen Anlagen- und Netzstörungen frühzeitig erkennen und Gegenmaßnahmen einleiten.

Diese Problematik aufgreifend soll „Fühler im Netz“ neue und preiswerte Möglichkeiten der Netzzustandserfassung und Störungsdetektion in Stromnetzen untersuchen. Der Fokus in diesem Projekt liegt dabei auf der Betrachtung der Breitband-Powerline-Technologie (BPL). Breitband-Powerline dient der kommunikativen Vernetzung unterschiedlicher Applikationen im Stromnetz. Ein klassisches Anwendungsgebiet kann zum Beispiel die Kommunikation zwischen Kunde und Energieversorgungsunternehmen sein. Ein Smart Meter kann den Stromverbrauch des Kunden direkt an das Energieversorgungsunternehmen schicken.

Netzzustände mit Breitband Powerline Technologie erfassen

Infografik zu Fühler im Netz
Bei „Fühler im Netz“ wird der Netzzustand zweifach erfasst: mit der BPL-Datenübertragung (Ebene A) und einfacher Messsensorik im Nieder- und Mittelspannungsbereich (Ebene B)
Quelle: PPC AG

In diversen BPL-Netzen hat sich im Zuge der zunehmenden Einspeisung dezentraler Energien eine zweite Nutzungsmöglichkeit der Kommunikation über das Stromnetz aufgetan: Der Zustand des Stromnetzes, der Netzbetriebszustand sowie Störungsereignisse haben einen sichtbaren Einfluss auf die Übertragungseigenschaften der BPL-Kommunikation. Im Projekt forschen die Verbundpartner jetzt, inwieweit sie über die BPL-Kanaleigenschaften auf mögliche Störungen sowie den Zustand der Stromnetze allgemein Rückschlüsse ziehen können. In der Breitband-Powerline-Infrastruktur liegt bereits eine große Anzahl an Zustandsinformationen des Netzes vor, die über den Netzzustand und mögliche Störungen Aufschluss geben können – ohne zusätzliche Erfassungstechnik. Bislang hat noch niemand diesen Sachverhalt systematisch untersucht.

Durch „Fühler im Netz“ wollen die Ingenieure jetzt verifizieren, inwieweit sie tatsächlich belastbare Informationen im Netzbetrieb und in der Zustandsdatenerfassung aus den BPL-Kanaleigenschaften generieren können. Zusätzlich prüfen sie, in welchem Maß sie zusätzliche Messdaten durch den Einbau einfacher und preiswerter Messsensorik im Breitband-Powerline-Netz effizient erfassen können. Im Ergebnis wollen sie zusammen mit der Analyse der BPL-Kanaleigenschaften hinreichende Zustands- und Betriebsinformationen generieren, um abschließend den Netzzustand bewerten zu können.

Mehr Informationen zu Breitband-Powerline (BPL)

BPL-Funktionsweise | Quelle: PPC AG

Smart Metering und Smart Grids kann es nur mit einer leistungsfähigen Kommunikationsplattform geben. Die muss in der Lage sein, sämtliche wichtige Energiedaten zu transportieren – in Echtzeit, IP-basiert, sicher verschlüsselt, breitbandig und vieles mehr. Diese Anforderungen erfüllt die Breitband-Powerline-Technologie (BPL-Technologie). BPL nutzt das Stromnetz zur Datenübertragung und ist dadurch für Energieversorger die optimale Kommunikationstechnologie. Breitband-Powerline-Technologie kann die bestehende Kommunikationslücke im Mittel- und Niederspannungsnetz, zwischen Energieversorgern, ihren Kunden und den technischen Anlagen im Netz schließen. Dabei nutzt die Technik bewährte Standards aus der Telekommunikation wie Breitband, das TCP/IP Protokoll und Ethernet. Darüber hinaus sorgt sie für verschlüsselte Datenübertragung, Datenschutz und Datensicherheit.

Fühler im Netz als Animation

Screenshot fuehler-im-netz.de

Eine der Herausforderungen der Energiewende ist die Kommunikation der vielen dezentralen Energieerzeugungsanlagen untereinander und mit den angeschlossenen Verbrauchern. Wenn es gelingt, diese Kommunikation flächendeckend und ökonomisch zu gestalten, kann das Netz weiterhin den hohen Anforderungen an die Zuverlässigkeit genügen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens Fühler im Netz ist eine interaktive Internetseite entstanden, die Ideen und Lösungen anschaulich präsentiert. Sie ist erreichbar unter der URL http://www.fuehler-im-netz.de/

Demonstrator-Aufbau nach theoretischen Untersuchungen

Hierzu führen die Projektpartner in den ersten Arbeitspaketen Recherchen, Untersuchungen und Analysen durch. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse werden sie im Anschluss über Laborversuche sowie durch einen Demonstrationsaufbau und Feldtests auf ihre Praxistauglichkeit überprüfen. Im Anschluss erfolgt die technische und wirtschaftliche Bewertung der Ergebnisse. Aus diesen wollen die Wissenschaftler einen Leitfaden generieren.

Neben der Power Plus Communications AG als Konsortialführer sind am Forschungsvorhaben „Fühler im Netz“ die Bergische Universität Wuppertal, die Energieversorgung Leverkusen GmbH & Co. KG, Nexans Power Accessories Germany GmbH sowie Nexans S.A. France (als assoziierter Partner) beteiligt.

Projektpartner und ihre Aufgaben im Projekt

Treffen der Verbundpartner von Fühler im Netz
Die Projektpartner beim erfolgreichen Kick-Off-Meeting in Wuppertal. Neben der Power Plus Communications AG als Konsortialleiter sind die Bergische Universität Wuppertal, die Energieversorgung Leverkusen GmbH & Co. KG, Nexans Power Accessories Germany und Nexans S.A. France Teil des Projektteams.
Quelle: PPC AG

Power Plus Communications AG - Koordinator, Grundlagen BPL-Signalübertragung und Nutzung, Auswertung von Betriebsdaten diverser Projekte, Korrelationsanalyse und Algorithmen, Methodik und Softwareerstellung, Integration zusätzlicher Messsensorik

Bergische Universität Wuppertal, Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik - Definition kritischer Netzzustände, Nutzung der dynamischen BPL-Kanaleigenschaften bei der Zustandsanalyse von Kabeln und Muffen, Laborversuche zur Detektion von Alterungserscheinungen von Kabeln und Muffen, Ableitung von Prognosen möglicher Fehler

Nexans Power Accessories Germany GmbH - Komponenten für Mittelspannungsanwendung, Sensoren (Strom, Spannung) in Powerline-Koppler integrieren bzw. mit Mittelspannungsgarnituren kombinieren, Korrelation zwischen der elektrischen Parameter (U; I) und der Übertragung/Impedanz bzw. des Störpegels mit BPL-Kommunikation, Kompetenz Verteilnetze für Korrelationen BPL zur Netzzustandsanalyse, hierbei wird auch auf weltweite Erfahrungen der Nexans S.A. zurückgegriffen

Energieversorgung Leverkusen GmbH & Co. KG - Anforderungsprofile für Zustandsermittlung, Evaluierung von BPL bei Baumaßnahmen (Vorher/Nachher), Betreiber BPL im Nieder- und Mittelspannungsnetz, Testumgebung für Prototypen und Feldtests

Nexans S.A - Verteilnetze, Kabeltypen/Material und Korrelationen BPL zur Netzzustandsanalyse, Zustandsanalyse/Betrieb von Kabelnetzen, Kabelaccessoires Nieder- und Mittelspannung, Internationale Anwendungspotentiale

Projektlaufzeit

11/2014 – 10/2017

Kontakt

Christoph Raquet
Projektleiter
Power Plus Communications AG
Am Exerzierplatz 2
68167 Mannheim
+49 621 40165-137
+49 621 40165-111

Die Projektgruppe auf dem Karrierenetzwerk Xing zu "Fühler im Netz" informiert über Neuigkeiten rund um das Projekt und dient darüber hinaus als Austauschplattform und Diskussionsforum.

Forschungsförderung

Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesem Projekt.

Basisinformationen

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