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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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NEmo - Netzintegration von Elektromobilität und regenerativen Einspeisern mithilfe einer intelligenten Ortsnetzstation

Projektbeschreibung

Durch die zunehmende Durchdringung der Niederspannungsnetze mit leistungsintensiven aber bislang noch zeitlich ungesteuerten Stromverbrauchern und Stromerzeugern können sich die Leistungsflüsse im Netz umkehren. Die heutigen Niederspannungsnetze wurden für solche Leistungsflusssituationen nicht ausgelegt. Typische Ortnetztransformatoren verfügen häufig über zu geringe Leistungskapazitäten um kritische Belastungssituationen zu managen. Zudem kommt es zu einer Zunahme von Spannungsbandverletzungen und Überlastungen von Niederspannungskabeln. Insgesamt fehlt es im Niederspannungsnetz an intelligenten Überwachungs- und Steuerungssystemen, welche die Engpässe zuverlässig lokalisieren können. Die Ertüchtigung der vorhandenen Netzinfrastrukturen allein würde zu erheblichen Kostensteigerungen bei der Markteinführung der Elektromobilität führen.
 
Ziel des Forschungsvorhabens NEmo ist die Erprobung eines intelligenten Überwachungs- und Steuerungssystems für Niederspannungsnetze, welches den Netzzustand kontinuierlich kontrolliert und das Ladeverhalten von Elektrofahrzeugen insbesondere auch im Zusammenspiel mit dezentralen Stromerzeugungsanlagen von der Ortsnetzstation aus lokal und autark regelt. Dies beinhaltet auch die Anwendung von intelligenten Ladekonzepten, wie z.B. dem konditionalen Laden, das den Aufladungsvorgang an bestimmte Bedingungen knüpft. Außerdem wird ein bereits verfügbarer dreistufiger Leistungsflussalgorithmus zur Ansteuerung von Ladeinfrastruktur und Elektrofahrzeugen weiterentwickelt und in die Steuerungseinheit (Smart RTU als Kleinfernwirksystem) implementiert. Zur Visualisierung der verfügbaren Ladekapazitäten im Netz soll zudem ein spezieller Location Based Service entwickelt werden. Als Testnetze stehen sowohl das Campusnetz der Universität Wuppertal, das sich optimal für die Nachbildung von Extremsituationen eignet, als auch ein ausgewähltes innerstädtisches Netz der Wuppertaler Stadtwerke zur Verfügung.
 
Im Ergebnis können umfangreiche praktische Erfahrungen mit dem Aufbau von intelligenten Überwachungs- und Steuerungssystemen für Niederspannungsnetze erzielt werden, die die Basis für eine zukünftig erfolgreiche Netzintegration von Elektromobilität bilden.

Für den Feldtest des NEmo-Systems finden mehrere Ladetage statt, an denen Elektroautos kostenlos geladen werden können.

Projektförderung

Der Lehrstuhl für elektrische Energieversorgungstechnik wird im Rahmen des Projekts mit 316.000 Euro durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit gefördert. Das Gesamtvolumen des Projekts beträgt 1,3 Mio. Euro.

Projektpartner
  • SPIE SAG GmbH, Langen
  • Mauell GmbH, Velbert
  • WSW Netz GmbH, Wuppertal
Ansprechpartner

Roman Uhlig

Publikationen
  • Birkner, P.; Küppers, S.; Zdrallek, M.:
    Anforderungen und zukünftiger Bedarf für intelligente Netze in Deutschland
    Fachbericht zum VDE-Kongress 2010 - E-Mobility, Berlin/Offenbach: VDE Verlag (2010)
  • Zdrallek, M.; Neusel-Lange, N.; Oerter, C.:
    Intelligente Stromnetze schaffen die Energiewende (Link)
    BUW.OUTPUT, Forschungsmagazin der Bergischen Universität Wuppertal, Ausgabe 9, Sommersemester 2013, S. 6-11
  • Neusel-Lange, N.; Oerter, C.; Zdrallek, M.; Behrend, S.; Mecking, B.; Birkner, P.; Dietzler, U.; Schermuly, R.:
    Intelligentes Verteilungsnetzmanagement – Rückgrat für die Energiewende
    ew – Magazin für die Energiewirtschaft, Ausgabe 14/2013
  • Neusel-Lange, N.; Oerter, C.; Uhlig, R.; Zdrallek, M.; Friedrich, W.; Stiegler, M.:
    Intelligentes Verteilnetzmanagement als Basis für die Netzintegration von erneuerbaren Energien und Elektromobilität
    Tagungsband zur OTTI-Konferenz „Zukünftige Stromnetze für Erneuerbare Energien“, Berlin (2014)
  • Uhlig, R.; Neusel-Lange, N.; Zdrallek, M.; Friedrich, W.; Klöker, P.; Rzeznik, T.:
    Integration of E-Mobility into Distribution Grids via innovative Charging Strategies
    Proceedings of the CIRED Workshop 2014 "Challenges of implementing Active Distribution System Management", Rome (2014)
  • Uhlig, R.; Harnisch, S.; Neusel-Lange, N.; Zdrallek, M.; Friedrich, W.; Stiegler, M.:
    Nutzeroptimierte Systemdienstleistungserbringung durch Elektrofahrzeuge
    Tagungsband zur 2. OTTI-Konferenz „Zukünftige Stromnetze für Erneuerbare Energien“, Berlin (2015)