Int2Grids Integration von intelligenten Quartiersnetzen in Verbundnetze

Motivation

Der mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien verbundene Wandel hin zur dezentralen Energieversorgung bietet viele Möglichkeiten aber auch Risiken. So ist es zum Beispiel für landwirtschaftliche Betriebe interessant, wenn sie ihren eigenen Energiebedarf teilweise selbst produzieren und Überschüsse in das Verbundnetz abgeben können. Eine intelligente Steuerung der Betriebe kann hierbei zu einer deutlichen Senkung der energetischen Kosten führen. Für die Stromnetzbetreiber ist hingegen vor allem eine sichere und wirtschaftliche Versorgung entscheidend. Durch die vermehrte Integration von volatilen Energieerzeugern steigt die Komplexität der Netzsteuerung beträchtlich. Um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten und gleichzeitig betriebliche Optimierungen innerhalb lokaler Netzbereiche („Quartiersnetze“) zuzulassen, ist es dann aber notwendig gemeinschaftliche Strategien, die sowohl lokale Anlagen als auch Netzbetreiber einbeziehen, zu entwickeln. Hierbei müssen die Ziele jedes einzelnen gleichermaßen berücksichtigt werden, ohne entstehende Wechselwirkungen zu vernachlässigen.

Ziele

Int2Grids untersucht, wie lokal optimierte Quartiersnetze so in das Verbundnetz integriert werden können, dass sowohl Optimierungsziele der Quartiersnetzbetreiber bzw. -akteure als auch übergeordnete Ziele wie die Stabilität der Verteilnetze erreicht werden. Dabei sollen nicht nur einzelne Optimierungsziele verfolgt, sondern eine Mehrzieloptimierung umgesetzt werden. Zu diesem Zweck wird ein Verteilnetz inklusive der angehängten intelligenten Quartiersnetze innerhalb der Co-Simulationsplattform mosaik modelliert, so dass unterschiedliche Optimierungsansätze mit Hinblick auf die verschiedenen Ziele Kosten, Stabilität und Effizienz erprobt und evaluiert werden können. Hierbei wird insbesondere ein Fokus auf Wechselwirkungsprozesse sowie Einfluss von Unsicherheiten auf die Mehrzieloptimierung gelegt.

Da verteilte Steuerungssysteme in der Praxis einige Vorteile gegenüber zentralen Systemen, wie Anwendbarkeit bei Datenschutzvorgaben und Bandbreitenlimitierungen einer zentralen Steuerungseinheit, aufweisen, untersucht OFFIS innerhalb von Int2Grids zudem die Mehrzieloptimierung auf Basis eines Multiagentenansatzes. Durch die notwendige Zerlegung des Optimierungsproblems in Teilprobleme kann jedoch nicht garantiert werden, dass alle Wechselwirkungen exakt abgebildet sind, wodurch Optimierungspotential verloren gehen könnte. Aus diesem Grund fokussiert sich OFFIS im Kontext von Int2Grids auf die Bewertung der Optimierungsgüte einer verteilten Mehrzieloptimierung für die Integration von Quartiersnetzen in das Verbundnetz.

Personen

Projektleitung Extern

Dr.-Ing. Mitja Echim, Universität Bremen

Wissenschaftliche Leitung

Partner
Universität Bremen, FB3 Mathematik und Informatik, Zentrum für Technomathematik, AG Optimierung und Optimale Steuerung
www.math.uni-bremen.de/zetem/o2c/
TU Ilmenau, Institut für Mathematik, AG Optimierung
https://www.tu-ilmenau.de/mmor/
IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
www.iav.com
EWE Netz GmbH
www.ewe-netz.de
Int2Grids

Laufzeit

Start: 01.05.2020
Ende: 30.04.2023

Fördermittelgeber

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

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