Intelligente Verteilnetzautomatisierung für eine erhöhte Netzintegration regenerativer Energien
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BMWK
Wie kann das Stromnetz möglichst viel erneuerbare Energien zu möglichst geringen Kosten aufnehmen? Ein Lösungsansatz liegt in der Automatisierung der Mittel- und Niederspannungsnetze, in die Photovoltaik- und Windkraftanlagen meist eingebunden werden. Im Forschungsprojekt Green Access wird untersucht, wie die Bausteine eines intelligenten Netzes optimal zusammenarbeiten.
Forschungsprojekt Green Access
Laufzeit
April 2015 bis Dezember 2018
Förderung durch
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Projektbeteiligte
EWE Netz AG
Institut für Vernetzte Energiesysteme
Bergische Universität Wuppertal
BTC Business Technology Consulting AG
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme
OFFIS – Institut für Informatik
PHOENIX CONTACT Energy Automation GmbH
SMA Solar Technology AG
SPIE SAG
Bis vor wenigen Jahren war das Stromnetz allein auf wenige Großkraftwerke statt auf viele dezentrale Erzeuger ausgerichtet. Erneuerbare Energien wirtschaftlich und zuverlässig zu integrieren, ist deshalb eine zentrale Herausforderung der Energiewende. Gelingen soll dies unter anderem mit sogenannten Smart Grids. Deren Bausteine optimieren die Nutzung der bestehenden Infrastruktur und verringern somit den erforderlichen Netzausbau.
Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Verbundvorhaben Green Access konzentriert sich dabei auf „intelligente“ Verteilnetze. Diese passen sich nach dem Prinzip „Plug and Automate“ selbstständig an veränderte Last- und Einspeisesituationen an. Gehen beispielsweise neue Photovoltaik-, Biogas- oder Windkraftanlagen ans Netz, sollen intelligente Algorithmen diese erkennen und automatisch ins System einbinden. Im Gegensatz zur Hoch- und Mittelspannungsebene sind Ortsnetze für die Betreiber wenig transparent. Ihr Verhalten lässt sich bei Einspeisung erneuerbarer Energien schwer vorhersagen. Auch dies soll künftig mittels intelligenter Algorithmen besser gelingen, um das Netz stabil zu halten und effizient auszunutzen.
Vernetzte Energiesysteme
Im Projekt Green Access wird das Netzverhalten zwischen Haushalten, Niederspannungsnetz und Mittelspannungsebene untersucht. Der steigende Anteil volatiler erneuerbarer Energien erfordert die Einrichtung sogenannter Smart Grids, also eine Optimierung der bestehenden Infrastruktur.
Das Institut für Vernetzte Energiesysteme befasst sich bei Green Access in einem Teilvorhaben mit dem präzisen Einblick in die Niederspannungs-Leitungen, die direkt zu den Haushalten führen. Hier geht es also um die Wechselwirkung zwischen Netz und Haushalten. Bei Feldtests ermitteln die Forscher über Messboxen das Netzverhalten in hoher Auflösung, um die algorithmische Steuerung zu überprüfen. Zudem dienen die Messdaten zur besseren Regelung auf der Mittelspannungsebene.
In weiteren Teilprojekten untersucht das Institut für Vernetzte Energiesysteme unter anderem das Zusammenspiel von Photovoltaik-Wechselrichtern mit dem Netz und entwickelt Szenarien für den künftigen Energieverbrauch. Denn das Niederspannungsnetz wird nicht nur durch neue Erzeuger gefordert, sondern auch durch veränderte Lasten, wenn zum Beispiel abends zeitgleich Wärmepumpen sowie das Laden von E-Autos viel Strom verbrauchen. Auch in solchen Situationen sollen Algorithmen künftig helfen, das Netz per Automatisierung stabil zu halten.
Abteilungen, Forschungsgruppen und Handlungsfelder mit Bezug zum Projekt Green Access:
