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Bergische Universität Wuppertal
Fakultät für Elektrotechnik, Informationstechnik und Medientechnik
Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik

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Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik


Univ.-Prof. Dr.-Ing. Markus Zdrallek

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ENSURE - Neue EnergieNetzStuktURen für die Energiewende

Projektbeschreibung

Die Bundesregierung fördert vier Konsortien als „Kopernikus-Projekte für die Energiewende“. In diesen Projekten sollen über einen Zeitraum von zehn Jahren gemeinsam von Wissenschaft, Wirtschaft und Zivilgesellschaft technologische und wirtschaftliche Lösungen für den Umbau des Energiesystems entwickelt werden.

Eines dieser Projekte ist das ENSURE-Konsortium. Die Zielsetzung des ENSURE-Konsortiums ist die Entwicklung und Erprobung von effizienten und zukunftsweisenden Strukturen aus zentraler und dezentraler Energieversorgung. Konkret soll die Frage beantwortet werden: Was ist eine sowohl unter technischen, wirtschaftlichen als auch gesellschaftlichen Aspekten sinnvolle zukünftige Energienetzstruktur und welche Anteile aus zentraler und dezentraler Versorgung beinhaltet sie? Dazu werden im Projekt effiziente neue Systemstrukturen erforscht, innerhalb derer die verschiedenen Sektoren Strom, Gas und Wärme intelligent vernetzt werden. Weitere Ziele sind die Entwicklung stabiler Systemführungsmechanismen sowie die Integration neuartiger Technologien auf breiter Basis.

Der Lehrstuhl für elektrische Energieversorgungstechnik beschäftigt sich innerhalb von ENSURE mit den Fragestellungen wie diese neuen Systemstrukturen intelligent über alle Spannungsebenen und Sparten vernetzt werden können und welchen Beitrag die Sektorkopplung zur zukünftigen Systemstabilität liefern kann. Dazu werden neuartige Betriebsführungskonzepte für multimodale Netzstrukturen und geeignete Systemdienstleistungen aus multimodalen Flexibilitäten entwickelt.

Forschungsgebiete

Innerhalb des Arbeitspakets „Neue Systemstrukturen“ ist der Lehrstuhl mit Konzepten zum Aufbau und der Ausgestaltung einer horizontalen und vertikalen Vernetzung innerhalb der neuen Systemstrukturen beschäftigt. Ziel der Vernetzung ist die Steigerung der Last- und Einspeiseflexibilität und die optimale Balance zwischen lokalen Speicherkonzepten und räumlichen Leistungstransporten. Dabei sollen auch neuartige Technologien zur Begrenzung kritischer Betriebsparameter zum Einsatz kommen. Des Weiteren wird die Sektorkopplung von Strom- und Gasnetzen innerhalb der neuen Verteilnetzstrukturen als zukünftige Flexibilitätsoption eingebunden.

Weiterhin entwickelt der Lehrstuhl systemische Konzepte zur Kopplung von Strom- und Gasnetzen in dezentralen Netzstrukturen auf Verteilnetzebene. Der hierfür notwendige Automatisierungsbedarf sowie der Informationsaustausch und die Schnittstellen zwischen zentralen und dezentralen Regelsystemen werden ermittelt. Hierbei wird auch das Potential zur Bereitstellung von Systemdienstleistungen durch die multimodalen Flexibilitäten der Sektoren Strom und Gas aus der Verteilnetzebene untersucht. Systemische Konzepte und Algorithmen zur koordinierten Bereitstellung der untersuchten Systemdienstleistungen werden dabei entwickelt.

Projektförderung

ENSURE ist in drei Phasen geplant: In der ersten Phase (2016 bis 2019) geht es um die Erforschung der Grundlagen, darauf folgt in der zweiten Phase (2019 bis 2022) die Umsetzung im Pilotmaßstab. In der dritten Phase (2022 bis 2025) soll dann ein multimodaler Netzdemonstrator aufgebaut werden. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für die ersten drei Jahre mit rund 30 Millionen Euro gefördert.

Projektpartner

Das Konsortium setzt sich aus den im Direktorium vertretenen sechs Kernpartnern und 17 weiteren Projektpartnern zusammen. Kernpartner sind das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und die RWTH Aachen sowie die Unternehmen E.ON, TenneT TSO GmbH, Siemens AG und ABB. Die weiteren Projektpartner sind die Technischen Universitäten Dortmund und Darmstadt sowie die Universitäten Köln, Wuppertal, Hannover, Erlangen-Nürnberg, die außeruniversitären Forschungseinrichtungen Forschungsgemeinschaft für Elektrische Anlagen und Stromwirtschaft e.V. Mannheim, Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik sowie OFFIS – Institut für Informatik Oldenburg, die Projektpartner Germanwatch, Öko-Institut e.V., Deutsche Umwelthilfe e.V., SWKiel, DVGW e.V. sowie die Industrieunternehmen Nexans GmbH und Maschinenfabrik Reinhausen GmbH.