GridMaximizer
Dezentrale Intelligenz für zukunftsfähige Verteilnetze
Das Projekt
Mit dem Ausbau erneuerbarer Energien, der Elektromobilität und dem zunehmenden Einsatz elektrischer Wärmeerzeuger steigen die Anforderungen an die Stromverteilnetze. Gleichzeitig entstehen durch Photovoltaikanlagen, Batteriespeicher, Ladestationen und weitere flexible Verbraucher neue Möglichkeiten, Erzeugung und Verbrauch bereits lokal aufeinander abzustimmen.
Das Forschungsprojekt GridMaximizer untersucht, wie elektrische Verteilnetze durch eine dezentrale, netzzustandsbasierte Steuerung effizienter genutzt werden können. Statt sämtliche Messwerte an eine zentrale Plattform zu übertragen und Steuerungsentscheidungen ausschließlich dort zu treffen, werden Informationen aus dem lokalen Netz direkt für die Optimierung vor Ort genutzt.
Mögliche Anwendungsszenarien sind beispielsweise:
- die netzdienliche Steuerung von Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge,
- die lokale Koordination von Erzeugern, Speichern und flexiblen Verbrauchern,
- die Vermeidung kritischer Netzsituationen durch frühzeitige lokale Reaktionen,
- sowie eine bessere Nutzung vorhandener Netzkapazitäten bei zunehmender Elektrifizierung.
Ein besonderer Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten. GridMaximizer verfolgt dabei einen technologieoffenen Ansatz. Je nach Einsatzumgebung können unterschiedliche Kommunikationswege wie Powerline Communication (PLC) oder funkbasierte Technologien genutzt und miteinander kombiniert werden. Offene IP-basierte Schnittstellen ermöglichen es, Messgeräte, Steuerungskomponenten und Energiemanagementsysteme flexibel einzubinden. Dadurch entsteht eine modulare Architektur, die sich an unterschiedliche Netztopologien und Anwendungsszenarien anpassen lässt. Die im Projekt entwickelte Lösung wird in einem realen Verteilnetz erprobt. Dabei wird die vollständige Regelungskette – von der Erfassung lokaler Messwerte über die Berechnung geeigneter Steuerungsmaßnahmen bis zur Ansteuerung flexibler Verbraucher – unter praxisnahen Bedingungen untersucht.
Projektpartner
TH Köln
Die TH Köln ist Projektleiter des Gridmaxmizer-Projektes. Sie entwickelt das Verfahren zur dezentralen, netzzustandsbasierten Optimierung. Auf Grundlage lokal verfügbarer Messinformationen werden geeignete Steuerungsmaßnahmen bestimmt, mit denen Netzbelastungen reduziert und vorhandene Netzkapazitäten besser genutzt werden können. Ein Schwerpunkt liegt auf einer Architektur, bei der Entscheidungen möglichst nah am jeweiligen Netzabschnitt getroffen werden und damit keine permanente zentrale Verarbeitung aller Messdaten erforderlich ist.
devolo solutions GmbH
Als Industriepartner entwickelt devolo im Projekt die Kommunikations- und Systemplattform für die Verbindung von Mess-, Steuerungs- und Optimierungskomponenten. Dabei entsteht eine offene und modulare Kommunikationsarchitektur, die unterschiedliche Übertragungstechnologien miteinander verbinden kann. Neben Powerline Communication können auch funkbasierte Kommunikationswege eingesetzt werden. Bei Bedarf kann das System zwischen verschiedenen Kommunikationswegen wechseln und so die Robustheit der Verbindung erhöhen. Auf einer Embedded-Plattform werden die benötigten Kommunikations- und Softwarekomponenten in einer modularen Microservice-Architektur zusammengeführt. Standardisierte IP-basierte Protokolle und offene Schnittstellen ermöglichen die Integration unterschiedlicher Messgeräte, Energiemanagementsysteme und steuerbarer Verbraucher. Im Feldtest erprobt devolo die entwickelte Plattform unter realen Bedingungen und untersucht insbesondere die zuverlässige Kommunikation auch bei anspruchsvollen Kommunikationsumgebungen in Niederspannungsnetzen.
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