SwarmGrid

Sicherer Betrieb von Energienetzen durch Nutzerschwarm-Systemdienstleistungen

Projektstatus
Begonnen
Illustration des kaskadierten Enflusses verschiedener Nutzerschwärme im Verteilungs- auf das Übertragungsnetz. Bild: IFHT der RWTH

Die zunehmende Transformation des Energieversorgungssystems zu einer dezentral dominierten Erzeugungsstruktur und die zugleich zunehmenden Entfernungen zwischen Erzeugungs- und Lastzentren (insb. Offshore Wind) stellt Verteilungs- und Übertragungsnetzbetreiber vor zahlreiche neue Herausforderungen hinsichtlich des Netzbetriebs.

So führt die wachsende Anzahl der primär in Verteilungsnetzen installierten dezentralen Energiewandlungsanlagen (DEA) zu lokalen Problemen bei der Spannungshaltung sowie der Einhaltung thermischer Betriebsmittelgrenzen. Zusätzlich beeinflusst diese Entwicklung in wesentlichem Ausmaß das Übertragungsnetz, speziell auch im Hinblick auf die Systemstabilität. Gleichzeitig können Verbünde aus volatilen und regelbaren Einspeisern (bspw. PV-, Windenergie oder Bio-Gas-Anlagen) sowie Speichertechnologien und verschiebbare Lasten zur Bereitstellung von Flexibilitäten genutzt werden, da sie im koordinierten Betrieb über die Fähigkeit verfügen ihr Verhalten an Einspeise- und Lastsituation anzupassen. Eine spannungsebenen-übergreifende Betrachtung der systemimmanenten Wechselwirkungen zwischen Verteilungs- und Übertragungsnetz wird daher zunehmend unausweichlich.

Das Projekt SwarmGrid – ein Verbundprojekt der Amprion GmbH, der QSC AG, der Rheinischen Netzgesellschaft mbH (RNG) und der RWTH Aachen – untersucht und konkretisiert die in diesem Zusammenhang entstehenden technischen Herausforderungen in unterschiedlichen Systembereichen. Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf der Entwicklung neuartiger Modellierungs-, Simulations- und Optimierungswerkzeuge, die in der Lage sind, die Komplexität des Energieversorgungssystems in unterschiedlichen Zeitbereichen (quasistationär/dynamisch) spannungsebenen-übergreifend in beherrschbarer Weise abzubilden. Darauf aufbauend werden zukünftig kritische Stabilitätsaspekte identifiziert und geeignete Lösungsansätze entwickelt, die die oben beschriebenen dezentralen Anlagenverbünde – sogenannte Schwärme – über Anreizstrategien und Systemdienstleistungen als wesentliches Element der Lösungsfindung einbinden.

In der ersten Projektphase wurden dazu gemeinsame Zukunftsszenarien entwickelt, welche die Rahmenbedingungen der Modellbildung sowie der nachfolgenden Simulationen festlegen.

In der aktuell laufenden, zweiten Phase steht die Entwicklung der Modelle und Methoden im Fokus, um sowohl das stationäre Verhalten der Systemteilnehmer im Verteilungsnetz (ACS der RWTH), als auch die Auswirkungen deren dynamischen Systemverhaltens auf das Übertragungsnetz in unterschiedlichen Betriebszuständen (IFHT der RWTH) abbilden zu können. Auf kommunikationstechnischer Seite erfolgt parallel die Entwicklung von Optimierungsmethoden zur Ausgestaltung einer Kommunikationsinfrastruktur (TI der RWTH), wie sie für intelligente Schwarmkonzepte benötigt wird, sowie die Entwicklung einer modernen Datenplattform zur effektiven und flexiblen Abwicklung der Informations- und Kommunikationsprozesse (QSC AG). Begleitet werden diese Entwicklungsarbeiten sowohl durch Übertragungs- (Amprion GmbH), als auch durch Verteilnetzbetreiber (RNG), was die Praxisorientierung und Umsetzbarkeit der Entwickelten Lösungen sicherstellen soll.

Erste Ergebnisse der Modellierung werden Anfang 2017 erwartet.

Projektlaufzeit

08/2015 – 07/2018

Kontakt

Sebastian Winter
Projektkoordinator
Institut für Hochspannungstechnik der RWTH Aachen
Schinkelstr. 2
52062 Aachen
+49 241 80-94914
+49 241 80-92135

Forschungsförderung

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

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