Die zunehmend dezentrale Einspeisung durch erneuerbare Energien bringt viele Veränderungen und stellt die Energieversorgung vor neue Herausforderungen. Das am 1. September 2014 im Rahmen der Förderinitiative „Zukunftsfähige Stromnetze“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) gestartete Projekt widmete sich der Erforschung und der prototypischen Umsetzung resilienter, also besonders widerstandsfähiger Ortsnetze mit multiplen Energieformen.
Das Projektkonsortium verfolgte zwei wesentliche Forschungsansätze als Beitrag zur Energiewende. Erster Ansatz war der spartenübergreifende Energietransfer innerhalb des Polynetzes, also der Gas-, Wärme- und Stromnetze zur Gesamteffizienzsteigerung unter Einbindung geeigneter Informations- und Kommunikationstechnologien. Im zweiten Ansatz wurde die Bildung autonomer Teilnetze erforscht, die sich dynamisch rekonfigurieren können, um sich an die jeweilige Netzsituation anzupassen. Diese veränderlichen Zellen werden als Holone bezeichnet. Holone sind im Projekt als autonom versorgte Teilnetze definiert, die sich je nach Netzsituation neu bilden, um die optimale Versorgungssicherheit zu erreichen.
Zum Gelingen des Projektes brachten die beteiligten Partner ihr Knowhow in den Bereichen des Messdatenmanagements, der Messsensorik, der Prognosen zu Erzeugung und Verbrauch sowie der dazu benötigten Serverlandschaft mit ein. Durch den steigenden Automatisierungsgrad sowie die Nutzung von Informations- und Kommunikationstechnologien bekommt die Cyber-Sicherheit eine immer wichtigere Rolle. Hierzu wurden im Projekt Schutzmechanismen, wie beispielsweise eine spezielle Anomalieerkennung entwickelt, um zukünftige Energieversorgungsnetze gegen Angriffe oder Störungen zu schützen.
Das DFKI entwickelte im Rahmen des Vorhabens im Wesentlichen drei Artefakte: Neben den Aggregations- und Analysetools sowie den Netzführungssystemen für resiliente Polynetze kommt vor allem der Prognosesoftware eine zentrale Rolle zu. Prognosedaten ergänzen die Datenlage, die intelligente Zähler und weitere Sensoren liefern und tragen so zu einem funktionierenden Holon-Management bei, das die flexible und dynamische Abstimmung von Verbrauch und Erzeugung in dezentralen Verbünden, sogenannten Microgrids, ermöglicht.
Die Erprobung und Weiterentwicklung dieser Zukunftsansätze in einer realen Umgebung stellt hohe Anforderungen an die Infrastruktur des repräsentativen Netzbetreibers. Die Stadtwerke Saarlouis haben Versorgungsgebiete ermittelt, deren bestehender Aufbau die geeignete Basis bildet, um beide Forschungsansätze exemplarisch realisieren zu können. Intelligente Messsysteme und Messsensorik im Testgebiet liefern die wichtigsten Parameter zur Ermittlung des Netzzustands. Übertragen wurden die Messwerte über das eigene dedizierte Glasfasernetz der Stadtwerke Saarlouis.
In der Abschlussveranstaltung wurden die Ergebnisse in einer interaktiven Projektvorstellung einem breiten Publikum vorgestellt. In einer Gesprächs- und Diskussionsrunde diskutierten Experten der Energiebranche die Themen, die die Energiewende zum Erfolg führen können. Im neuen Forschungsprojekt Designetz, in dem 47 Partner aus drei Bundesländern – darunter das DFKI – an einer zukunftsweisenden, sicheren und effizienten Energieversorgung forschen, werden die Ergebnisse aus PolyEnergyNet einfließen.
Kontakt
Dr. Jörg Baus
Dr. Boris Brandherm
Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz
Forschungsbereich Intelligente Benutzerschnittstellen
Joerg.Baus@dfki.de / Boris.Brandherm@dfki.de
Tel.: +49 681 302 64047 oder -3496
