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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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Grid Commander - Vernetzte, teilautarke Steuerung von Mittel- und Niederspannungsnetzen

Projektbeschreibung

Aufgrund des steigenden Anteils der elektrischen Energieeinspeisung aus erneuerbaren Energien kommen insbesondere auf die Verteilungsnetze neue Aufgaben zu, die mit klassischen Betriebsweisen und Betriebsmitteln nur unter sehr hohen Aufwendungen in Form von erheblichem Netzausbau möglich sind. Zudem wird die zusätzliche Kapazität meist nur wenige Stunden im Jahr tatsächlich in Anspruch genommen, z.B. wenn die Photovoltaik-Anlagen mit ihrer maximal möglichen Leistung einspeisen. Der Komplexität dieser neuen Herausforderungen kann zum heutigen Zeitpunkt bereits durch diverse Ansätze und Entwicklungen der Bergischen Universität Wuppertal innovativ  und kosteneffizient entgegnet werden.

Aufbauend auf den vorangegangenen Projekten iNES und NiVeAu ist nun im Projekt Grid Commander die Weiterentwicklung dieser zu einem vollständigen Smart Grid System für die Verteilungsnetze vorgesehen. Hierzu werden in erster Linie die Funktionalitäten der existierenden autarken Systeme vereint und von einem übergeordneten Energie- bzw. Leistungsmanagement koordiniert. Das Verteilungsnetz wird demnach spannungsebenen-übergreifend betrachtet, wodurch eine gemeinsame Überwachung und Steuerung der Mittel- und Niederspannungsnetze ermöglicht wird. Durch diese gesamtheitliche Zustandsidentifikation erhält der Netzbetreiber zum einen Informationen zu freien Kapazitäten oder Engpässen seines Netzes – zum anderen zeigt ein systemübergreifender Regelungsalgorithmus vielfältigere Möglichkeiten auf, Einfluss auf die tatsächliche Auslastung der Netzkapazität zu nehmen. Kritische Netzsituationen, wie etwa Betriebsmittelüberlastungen oder Spannungsbandverletzungen, werden somit weitestgehend vermieden und eine intelligente Einspeiseregelung verspricht ein hohes Maß an Versorgungsqualität ohne eine nennenswerte Reduzierung von regenerativen Energien.

Als weiterer Teil des Forschungsvorhabens werden Prognosen zu einem vorausschauenden Netzmanagement und damit zu einer Verbesserung der Netzstabilität auf der Verteilungsnetzebene beitragen. Für weitere Schritte setzt diese Funktionalität als „Smart Market Enabler“ große Potentiale zur Teilnahme an regionalen Flexibilitätsmärkten frei. Durch diese Maßnahmen zur Optimierung von Kapazitätsauslastungen lassen sich die Ausbaukosten der Verteilungsnetze deutlich reduzieren und ökonomische Ausbaustrategien der Netzinfrastruktur ableiten (Projektpräsentation).

Projektförderung

Der Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik wird im Rahmen des Projekts über die Laufzeit von drei Jahren mit 475.000 € durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

Projektpartner
  • Mauell GmbH, Velbert
  • SPIE SAG GmbH, Langen
Publikationen
  • Korotkiewicz, K.; Ludwig, M.; Dorsemagen, F.; Zdrallek, M.; Braje, T.; Neusel-Lange, N.; Hetzel, S.; Dietzler, U.; Friedrich, W.:
    Autarkic State Control in Electrical Distribution Grids – Innovative Distribution Grids by Decentralized Intelligence
    Proceedings of the 3rd International Conference on Smart and Suitable Technologies (SpliTech), Split, Croatia (2018)
  • Hermanns, J.; Ludwig, M.; Korotkiewicz, K.; Paulat, F.; Zdrallek, M.:
    Modulare Netzzustandsprognosen als Fundament für ein präventives Verteilnetzmanagement
    Energiewirtschaftliche Tagesfragen, Heft 11, November 2018, S. 63-65
  • Dorsemagen, F.; Korotkiewicz, K.; Oerter, C.; Zdrallek, M.; Birkner, P.; Friedrich, W.; Dietzler, U.; Neusel-Lange, N.; Stiegler, M.:
    Decentralized, integrated automation system for medium- and low-voltage grids
    Proceedings of the International ETG Congress 2015, Bonn (2015)