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KoRiSim

Kooperatives Informations- und Risikomanagement

Projektstatus
Begonnen

Wie könnte ein zukünftiges Stromnetz aussehen? Was müsste es leisten? Welche Rolle spielen Erzeuger und Verbraucher?

Zurzeit vollzieht das Stromnetz einen Paradigmenwechsel. Sowohl die Netzstruktur, als auch die Steuerung dieses komplexen Systems werden sich radikal verändern. Aktuell ist das Stromnetz ein zentralistisches System, das durch wenige Großkraftwerke und die großflächige Verteilung des Stroms an die Endkunden geprägt ist. Der Lastfluss  ist entsprechend vorgegeben, die Rollen der Erzeuger und Verbraucher sind klar verteilt.

Erneuerbare Energien stellen nun die klassische Energieversorgung radikal in Frage. Solar-, Windenergie- und Biogasanlagen erzeugen Strom und Wärme dezentral. Verbraucher werden so zeitweise zu Erzeugern. Der Umbau der Energieversorgung und -produktion generiert neue Unsicherheiten und Risiken – vor allem weil Stromproduktion und -verbrauch immer schwerer geplant werden können und unvorhersehbare Schwankungen im Netz wahrscheinlicher werden. Zudem verschärfen sich Zielkonflikte zwischen der ökonomischen Effizienz, der ökologischen Qualität, der sozialen Akzeptanz und schließlich der operativen Beherrschbarkeit eines komplexen sozio-technischen Systems.

Technische und soziologische Fragen in einem Projekt

Ziel des Projekts KoRiSim (Kooperatives Informations- und Risikomanagement in Zukunftsfähigen Netzen – eine Simulationsstudie) ist die Entwicklung einer Grundlage für ein kooperatives Informations- und Risikomanagement in Stromnetzen der Zukunft. Die Verknüpfung der unterschiedlichen Entscheidungsebenen von Verbrauchern, Prosumenten, Verteilnetzbetreibern und anderen Instanzen (z.B. Messstellenbetreiber, Betreiber virtueller Kraftwerke) ist ein wichtiger Bestandteil der Analyse. Das ermöglicht eine effiziente, sichere und zuverlässige Netzsteuerung.

Bemerkenswert an diesem Projekt: Der Forschungsansatz verbindet nicht nur netzbetriebstechnische, sondern auch soziologische Fragestellungen. Aus diesem Grund arbeiten im Verbundvorhaben Spezialisten aus Elektrotechnik und Soziologie sowie ein großes Versorgungsunternehmen miteinander.

Effizienz und Systemstabilität des Systems stehen im Fokus

Das Projekt wird auf Basis von Multi-Agenten-Systemen unterschiedliche Szenarien des Stromnetzes der Zukunft simulativ abbilden. Auf diese Weise wird das interdisziplinäre Team von Wissenschaftlern herausarbeiten, wie sich ein komplexes, verteiltes System so steuern lässt, dass es Effizienz und Systemstabilität gewährleisten und zudem Ziele wie Datenschutz und IT-Sicherheit realisieren kann.

Ergebnis des Projekts wird ein gemeinsam entwickeltes Simulationsframework sein, das auf dem Modell eines Stromverteilnetzes basiert. Hierbei sollen die beteiligten technischen, sozialen und regulatorischen Komponenten, sowie die Informations- und Energieflüsse, in einer Weise abgebildet werden, die das Austesten und Experimentieren mit unterschiedlichen Systemkonfigurationen, Steuerungsmaßnahmen und Szenarien erlaubt. Insbesondere der „Unsicherheitsfaktor“ Konsument, der aus soziologischer Sicht hier als ein nutzenmaximierendes Individuum zu verstehen ist, soll bei diesem Vorhaben berücksichtigt werden. Von besonderem Interesse ist hierbei, wie die Kooperations- und Partizipationsbereitschaft dieser heterogenen Akteure (z.B. Umweltbewusste, Komfortorientierte etc.) gesteigert werden kann, damit diese zur Risikoreduktion und zur Sicherstellung des öffentlichen Gutes „Netzstabilität“ beitragen.

Projektverbund und Vorgehen

Ein interdisziplinäres Team führt das Projekt durch: Projektbeteiligte sind das Institut für Energiesysteme, Energieeffizienz und Energiewirtschaft (IE3) sowie das Fachgebiet Techniksoziologie der TU Dortmund (TSoz) und die Dortmund Netz GmbH (DEW21) als assoziierter Industriepartner.

Die Bestandsaufnahme zum Stand der Wissenschaft und Technik ist bereits abgeschlossen (Stand Mai 2016): So wurden bislang Szenarien des Stromnetzes der Zukunft erhoben (TSoz), als auch Anforderungen an zukunftsfähige Verteilnetze identifiziert (IE3). Die Rolle der Dortmund Netz GmbH bezieht sich hierbei auf die fachliche Begleitung des Projektes, vor allem  auf die Durchführung von Interviews, die Bereitstellung von Daten, die Entwicklung und Diskussion der erforderlichen Szenarien und Netzanforderungen wie auch  eine kritische Betrachtung der Ergebnisse.

Auf dieser Grundlage entwickelt das Projektteam zurzeit ein gemeinsames Simulationsframework, mit dessen Hilfe sie Simulationsexperimenten mit unterschiedlichen Szenarien durchführen können. Eine Kalibrierung des Modells mit Realdaten ist ebenfalls geplant.

Letzter Arbeitsschritt sind Ergebnisaufbereitung sowie Transfer. Die Projektergebnisse sollen auf Konferenzen und Workshops sowie bei öffentlichen und industriellen Interessensverbänden präsentiert werden. Die Veranstaltung eines eigenen Workshops gegen Ende des Projekts soll darüber hinaus Anstöße für die (Energie-)Politik in Deutschland geben. Eine praktische Umsetzung der Projektergebnisse ist durch die Beteiligung des assoziierten industriellen Projektpartners gewährleistet, der die Projektergebnisse unter anderem als Grundlagen für eine vorausschauende Netzplanung sowie zur Entwicklung neuer Produkte auf Basis verbesserter Kenntnis des Verbraucherverhaltens nutzen kann.

Aufgaben und Vernetzung der Projektpartner

Die Projektpartner der TU Dortmund arbeiten mit der Fachlichen Begleitung (DONETZ) eng zusammen.
Aufgaben und Vernetzung der Projektpartner. Bild: Projektteam KoRiSim

Die Meilensteine des Projekts

Im Mai 2016 wurde das erste Arbeitspaket – die oben genannten Bestandsaufnahmen – abgeschlossen. Zukünftige Anforderungen an die zu untersuchenden Verteilnetze sind zudem definiert. Ferner sollen auch erste Vorentscheidungen für die Entwicklung eines Simulationsframeworks gefallen sein. Eine detailliertere Übersicht der aktuellen Forschungsergebnisse kann dem Posterbeitrag des KoRiSim-Projektes anlässlich der Statuskonferenz im September 2016 entnommen werden.

Am Ende des zweiten Projektjahres wird das Simulationsframework fertig entwickelt sein, so dass die Experimente starten können. Hierbei ist auch der Aufbau eines Forschungslabors erforderlich, das es erlaubt, einen Netzleitstand zu simulieren und Experimente nicht nur rein simulativ, sondern auch mit Versuchspersonen durchzuführen.

Projektlaufzeit

05/2015 – 04/2018

Kontakt

Prof. Dr. Johannes Weyer
Projektleiter
Technische Universität Dortmund – Wirtschafts- und Sozialwissenschaftliche Fakultät – Fachgebiet Techniksoziologie
Otto-Hahn-Str. 4
44227 Dortmund
+49 231 755-3281
+49 231 755-3293

Forschungsförderung

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

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