i-Autonomous Standardisierung und Integration modular-autonomer Automatisierungskomponenten in neuartige, intelligente Ortsnetzstationen

Motivation

Getrieben durch die elektrische Energiewende in Deutschland und Europa ergibt sich auch in den Mittel- und Niederspannungsnetzen ein zunehmender Bedarf zur Automatisierung. Diese Automatisierung soll dazu dienen, die Aufnahmefähigkeit der elektrischen Netze für dezentrale Energieerzeugungsanlagen sowie für neue Lasten (insbesondere Wärmepumpen und Elektromobilität) zu erhöhen beziehungsweise den dafür notwendigen Netzausbau zu verzögern und zu verringern.

Ziele

Ziel ist die Aufwandsverringerung bei der Integration von Smart-Grid-Automatisierungsfunktionen durch Standardisierte Vorgänge. Eine Standardisierung insbesondere für Komponenten mit zur Laufzeit adaptiver Funktionalität gibt es noch nicht. Daher soll eine solche Standardisierung unter Berücksichtigung aller Aspekte wie zum Beispiel Hardware, Software, Kommunikation, Funktionalität und Security im engen Austausch mit Verteilnetzbetreibern entwickelt werden. Entwickelte Konzepte der Smart-Grid-Automatisierung der Vorgängerprojekte i-Protect und i-Automate sollen unter dem Gesichtspunkt der o.g. standardisierten Integration und Pflege innerhalb dieses Projekts auf eine Systemplattform übertragen werden, die eine durchgängige Projektierung und einen standardisierten Einbau zulässt. Abschließend soll eine Vorlage für einen Industriestandard für die In-Feld-Bringung von Smart-Grid-Automatisierungssystemen in die Netzebene der Mittel- und Niederspannung geschaffen werden, um den Aufwand und die Kosten zu minimieren und somit das Risiko für Hersteller bei der Entwicklung von Automatisierungssystemen und die Hürden für Verteilnetzbetreiber beim Aufbau von Smart Grids zu senken.


In den höheren Spannungsebenen existieren solche Automatisierungsfunktionen bereits. Allerdings weichen die Anforderungen an diese Funktionen deutlich von denen ab, wie sie sich in den unteren Spannungsebenen ergeben. So sind die Funktionalitäten in den Hoch- und Höchstspannungsnetzen zentralisiert. Die Schutzfunktionen sind auf eigens hierfür spezialisierte Hardware implementiert. Die einzelnen Funktionen sind überwiegend redundant ausgeführt und die Anzahl an Messstellen ist überschaubar. Dagegen ist für automatisierte Mittel- und Niederspannungsnetze eine große Anzahl an Sensorik und Aktorik erforderlich. Die große Anzahl an Schutz- und Automatisierungsfunktionen erfordert die Kombination aller Funktionen auf ein standardisiertes System. Zusätzlich müssen die einzelnen Funktionen in der Lage sein, teil-autonom zu arbeiten sowie ausfallsicher und robust zu funktionieren, ohne jede Hardware redundant ausführen zu müssen.  

Zusammen mit den Ergebnissen der Vorgängerprojekte i-Protect (Fördernummer 03ET7503) sowie i-Automate (Fördernummer 03ET7561B) soll im Projekt i-Autonomous ein standardisiertes Schutz- und Automatisierungssystem zum Einsatz in elektrischen Mittel- und Niederspannungsnetzen inklusive eines den vollständigen Lifecycle betrachtendes Projektierungs-, Einbau- und Wartungskonzepts entworfen und exemplarisch angewandt werden. Dazu werden innerhalb dieses Projekts in enger Zusammenarbeit mit Netzbetreibern zunächst die Anforderungen insbesondere an automatisierte Ortsnetzstationen erarbeitet. Hieraus werden Spezifikationen für das System und das Konzept abgeleitet und in einem Integrationsleitfaden dokumentiert. Die erforderlichen Schutz- und Automatisierungsfunktionen, Schnittstellenadaptionen, ein geeigneter Engineeringprozess sowie automatisierte Prüfverfahren werden in Hard- und Software implementiert. Anschließend wird das
prototypische Schutz- und Automatisierungssystem unter Anwendung der spezifizierten Prozesse in ein ausgewähltes Netzgebiet eingebracht und validiert.

 

Technologien

SESA-Lab

Personen

Projektleitung Intern

Projektleitung Extern

TU Dortmund (ie3)

Wissenschaftliche Leitung

Partner
TU Dortmund - Institut für Energiesysteme, Energiewirtschaft und Energieeffizienz (ie3)
www.ie3.tu-dortmund.de/cms/de/Institut/index.html
H&S Hard- und Software Technologie GmbH & Co. KG
www.kloepper.de/hs/de/index.html
KoCoS Messtechnik AG
www.kocos.com
Energie Waldeck-Frankenberg GmbH
www.ewf.de
Westnetz GmbH
iam.westnetz.de

Laufzeit

Start: 01.10.2019
Ende: 30.09.2022

Fördermittelgeber

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