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Green Access

Intelligente Netze für die Integration regenerativer Energien

Projektstatus
Erste Ergebnisse
Da sich die einzelnen Spannungsebenen beeinflussen, arbeiten die Entwickler im Forschungsvorhaben Green Access Netzebenenübergreifend.
Da sich die einzelnen Spannungsebenen beeinflussen, arbeiten die Entwickler im Forschungsvorhaben Green Access Netzebenenübergreifend. © mariusz szczygiel - Fotolia.com

Im Verbundvorhaben Green Access arbeiten die Entwickler daran, einen kostenoptimierten und effizienten Betrieb von Verteilnetzen zu ermöglichen. Im Fokus steht dazu ein intelligentes Verteilnetz. Dieses soll nach einem sogenannten Plug-&-Automate-Prinzip funktionieren und dabei helfen, ein zukunftsfähiges, stabiles und zuverlässiges Verteilnetz zu schaffen. Die Forscher arbeiten vor allem an Verbesserungen der adaptiven Überwachungs- und Regelungsalgorithmen, intelligenten Leitsystemen und einer netzdienlichen Infrastruktur. Das Ziel der Wissenschaftler ist es, das Netz so zu gestalten, dass es sich eigenständig auf zukünftige Last- und Einspeiseveränderungen sowie variierende Netztopologien einstellt. 

Bei Green Access betrachten die Ingenieure die Nieder- und Mittelspannungsebene gemeinsam. Das ist aus Sicht der Projektpartner unerlässlich, da sich die Spannungsebenen und damit auch die Regelungskonzepte auf Nieder- und Mittelspannungsebene gegenseitig beeinflussen. Zudem existieren gemeinschaftliche Betriebsgrenzen wie zum Beispiel bei der Spannungshaltung. Somit könnte eine isolierte Betrachtung der Ebenen zu ungenauen Abschätzungen und Ergebnissen hinsichtlich des Potenzials einer intelligenten Verteilnetzautomatisierung führen. Die Wissenschaftler betrachten mehr als nur eine Spannungsebene und haben dadurch die Möglichkeit, eine höhere Anpassungsfähigkeit des Netzes zu erreichen. Sie erforschen, wie mit Green Access ein funktionsfähiges, stabiles und zuverlässiges Gesamtsystem möglich sein wird. Im Rahmen des Projektes finden neben theoretischen Überlegungen auch Feldtests statt, an denen sich die Berechnungen und Simulationen überprüfen lassen.

Die Forschungsschwerpunkte im Überblick

• Adaptive Verteilnetzautomatisierung: Entwicklung und Erprobung einer lokalen adaptiven Überwachung und Regelung des Verteilnetzes. Diese Regelung muss sich selbstständig, zum Beispiel bei Änderungen der Topologie, der Einspeiser oder Verbraucher, neu konfigurieren und zentrale Vorgaben berücksichtigen.
• IT-Koordination der Anforderungen: Entwicklung eines Konzepts einer zentralen Leitstelle zur Aufbereitung und Speicherung globaler Daten im Sinne eines Energieinformationsnetzes und Vorgabe eines Rahmens für die Verteilnetzautomatisierung.
• Netzdienliche Infrastruktur: Über eine netzdienliche und standardkonforme Infrastruktur werden die Ebenen IT-Koordination beim Netzbetreiber, dezentrale Regelungseinheiten pro Netzabschnitt und steuerbare Endgeräte (wie Wechselrichter) zusammengeführt.

Smart Grid - das mitdenkende Stromnetz

© chombosan - Fotolia.com

In einem Smart Grid - oder intelligenten Netz - arbeiten Stromverbraucher und -erzeuger zusammen. Dazu sind sie mittels moderner Informations- und Kommuniktationstechnik (IKT) miteinander verbunden und können sich gegenseitig beeinflussen. In Zeiten eines großen Energieangebotes können große Lasten zugeschaltet werden, in Zeiten geringerer Nachfrage diese Lasten vom Netz genommen werden - ohne Komforteinbußen. Einfaches Beispiel: Ein Kühlhaus muss eine Mindesttemperatur von sieben Grad Celsius haben. Wenn das Stromangebot die Nachfrage bei starkem Wind und wolkenlosem Himmel übersteigt kann die Temperatur auch auf drei bis fünf Grad Celsius gekühlt werden. Ziehen in der Folge Wolken auf benötigt das Kühlhaus erst wieder Energie, wenn die Temperatur auf ihr Maximum geklettert ist. In einem Smart Grid kann zudem der Strompreis flexibel sein, so dass neben dem technischen Nutzen auch ein wirtschaftlicher Vorteil für Betreiber von intelligenten Verbrauchern besteht. 
Weitere Infos zu Smart Grids gibt es in den Basisinformationen.

Das Konsortium von Green Access zeigt mit dem vorliegenden Verbundvorhaben alternative Lösungswege auf, die technisch und wirtschaftlich effiziente Netzinfrastrukturen ermöglichen, ohne einen umfangreichen und flächendeckenden Netzausbau zu bedingen. Durch eine intelligente Überwachung des Verteilnetzes und die Erforschung adaptiver Regelungskonzepte schafft Green Access die Grundlage für einen kosteneffizienten Umbau und Ausbau der Energieversorgung, in der neue Smart-Grid-Lösungen zu einer erhöhten Integration erneuerbarer Energien, einer verbesserten Netzstabilität und einer Reduzierung der Investitionskosten beitragen. Durch den Einsatz der intelligenten und adaptiven Verteilnetzautomatisierung werden die Netze von heute vorausschauend für die Anforderungen von Morgen vorbereitet. Green Access leistet somit einen wichtigen Beitrag, um die ökonomischen, ökologischen und technischen Vorteile des Smart-Grid weiter zu erschließen.

Zum Start des Projektes haben die Beteiligten eine IST-Analyse des aktuellen Netzzustandes vorgenommen und begonnen, für das Projekt relevanten Szenarien mit Bezug auf die zukünftigen Ausbauentwicklungen zu erstellen. Ebenso haben sie angefangen, quantitative Kenngrößen zu erarbeiten, mit denen sie ihre Ergebnisse später evaluieren und mit anderen Projekten vergleichen. Im weiteren Projektverlauf entwickeln sie Systeme und Lösungen für die adaptive Verteilnetzautomatisierung. Dazu gehören zum Beispiel Mittel- und Niederspannungsregler, ein Smart-Grid-Leitsystem und die Abstimmungen von Schnittstellen und Protokollen für die eingesetzte Informations- und Kommunikationstechnologe (IKT). Green Access entwickelt bereits bestehende Lösungen wie intelligente Ortsnetzstationen oder steuerbare Wechselrichter  zu einem adaptiven Verteilnetzautomatisierungssystems weiter und erprobt das neue System in einem einjährigen Feldtest. Die Ergebnisse des Feldtests werden im letzten Drittel des Projektes erwartet. 

Die Aufgaben der Verbundpartner im Detail

• Bergische Universität Wuppertal (BUW): Erforschung von Lösungen für adaptive Verteilnetzautomatisierung – Schwerpunk Niederspannung
 Bilfinger Mauell GmbH: Konzeption von Schnittstellen und Protokollen für den sicheren und wirtschaftlichen Betrieb der Verteilnetzautomatisierung – Schwerpunkt IKT
 BTC Business Technology Consulting AG: Konzipierung eines Mittelspannungsreglers und eines Smart-Grid-Leitsystems unter Einbeziehung dezentraler Komponenten
• EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie e.V. - Next Energy: Erforschung der Potentiale netzdienlicher PV-Wechselrichter
• EWE NETZ GmbH: Projektleitung sowie Auswertung und Nachweis des ökonomischen, ökologischen und technischen Mehrwerts adaptiver Verteilnetzautomatisierung; Analyse und Erprobung adaptiver spannungsebenen-übergreifender Verteilnetzautomatisierung
• Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE): Erforschung von Lösungen für adaptive Verteilnetzautomatisierung – Schwerpunk Mittelspannung
• OFFIS – Institut für Informatik: Konzeption technologischer Reifegradmodelle netzdienlicher IKT, Erarbeitung von Migrationspfaden
• SAG GmbH: Umsetzung/Erprobung  von Adaptivität in der dezentralen Verteilnetzautomatisierung
 SMA Solar Technology AG: Netzdienliche PV-Wechselrichter und Integration von PV-Systemen ins Smart Grid

Projektlaufzeit

01/2015 - 12/2018

Kontakt

Dr.-Ing. Thomas Kumm
Verbundkoordinator
EWE NETZ GmbH
Cloppenburger Straße 302
26133 Oldenburg
+49 441 4808-2112
+49 441 4808-1395

Forschungsförderung

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

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