Simulation zur Unterstützung der Entwicklung eines B2B-Energie Öko-System Feldversuchs

  Simulationsumgebung Urheberrecht: FIR, RWTH Aachen

Die im Projekt FINESCE entwickelte Echtzeit-Simulationsumgebung ermöglicht realitätsnahe Prüfung und Validierung eines Cloud-basierten Virtuellen Kraftwerks (Virtual Power Plant, VPP). Das Cloud-basierte VPP koordiniert dezentrale Stromerzeugungsanlagen im Rahmen eines Stromnetzes, wobei alle dezentralen Stromerzeugungsanlagen mithilfe von Real-Time Digital Simulator (RTDS) simuliert werden. Um die Kommunikation zwischen einer VPP-Plattform und einer dezentralen Stromerzeugungsanlage bereitzustellen, ist die Infrastruktur des ACS Labors durch ein Gateway erweitert. Das Gateway ermöglicht Datenaustausch zwischen der FI-WARE Cloud-basierten Plattform des VPPs und dem RTDS, an dem die dezentralen Stromerzeugungsanlagen simuliert werden.

Ziele

Im Rahmen des Projektes FINESCE werden Feldversuche entwickelt, damit die Einbindung der Technologie vom Internet der Zukunft (Future Internet - FI) in verschiedenen Aspekten des Stromnetzes validiert werden kann. Das Projektziel ist die Bereitstellung fortgeschrittener Überwachungs- und Steuerungsfunktionalität der auf dem Stromnetz basierten FI Technologie. Der B2B (business-to-business) Energie Öko-System Feldversuch vernetzt industrielles Demand-Side Management mit einem grenzüberschreitenden Virtuellen Kraftwerk. Der Ansatz der Echtzeit-Simulation unterstützt die Entwicklung des Feldversuchs von der frühen Phase der Planung bis zur endgültigen Umsetzung.

Feldtest

Der B2B Energie Öko-System Feldversuch nutzt, demonstriert und bewertet fortgeschrittene Funktionalitäten, die seitens des Future Internet in einem grenzüberschreitenden VPP, dem industriellen Demand-Side Management (der industriellen Laststeuerung) sowie dem Ansatzes der regionalen Bilanz von Energieversorgung und –nachfrage zur Verfügung gestellt wurden. Das im Rahmen des Feldversuches entwickelte grenzüberschreitende VPP bindet mehrere dezentrale Stromerzeugungsanlagen, Windparks und Solar- und Biomassekraftwerke ein, die sich in Belgien und Deutschland befinden. Weiterhin werden Möglichkeiten des Energiemanagements in einer Fertigungsanlage bei einer neuen Fabrik zur Herstellung von Elektroautos in Aachen, Deutschland untersucht. FI-Lab, eine durch FI Cloud-ermöglichte Plattform, wird für grenzüberschreitenden Betrieb des VPP genutzt. Der Cloud-basierten Plattform ist es möglich, auf die Angaben zur Energienachfrage der oben erwähnten Fabrik zurückzugreifen, um die Möglichkeiten nach regionaler Bilanz der intermittierenden Versorgung aus erneuerbaren Quellen und der Industrienachfrage zu untersuchen.

Simulationsumgebung

Die Simulation wird auf dem Real-Time Digital Simulator realisiert, der als ein real laufendes Stromnetz betrachtet werden kann. Diese Simulation stellt eine sichere und wirklichkeitsgetreue Umgebung in Hinsicht auf technische Realisierbarkeit zur Verifizierung der Bilanz von Last und Erzeugung in Rahmen des VPPs dar. Über eine Schnittstelle der Simulationsplattform an FI-Lab wird ein einfacheres Zusammenspiel von den simulierten Feldversuchen und den Benutzern ermöglicht. FI Generic Enablers, die Kernkomponenten der FI-WARE Infrastruktur, spielen eine wichtige Rolle bei der Ermöglichung der raschen Entwicklung und der Flexibilität dieser Schnittstelle.

Die Simulationsumgebung spielt die Hauptrolle bei der Verifizierung und Erweiterung der Ergebnisse aus dem Feldversuch. Die Skalierbarkeit des Feldversuch-Ansatzes kann verifiziert werden und verschiedene Strategien können in Bezug das globale Bilanzierungsproblem verglichen werden, basierend auf der Lösung des lokalen Bilanzierungsproblems. Die Skalierung des Feldversuches wird bezüglich der technischen Realisierbarkeit verifiziert, für den Fall von mehreren virtuellen Kraftwerken im Parallelbetrieb innerhalb des gleichen Einflussbereiches.

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Marija Stevic

Team Modeling, Simulation and HiL Methods

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Team Leader Software Developers

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Dieses Projekt wird gefördert von der Europäischen Union im Siebten Rahmenprogramm für Forschung, Technologieentwicklung und Demonstration unter der Bewilligungsnummer 604677.