SwarmGrid

 

Sicherer Betrieb von Energienetzen durch Nutzerschwarm-Systemdienstleistungen

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Im Kontext der Energiewende befasst sich das Projekt SwarmGrid mit der wichtigen Frage, wie auch zukünftig die Stabilität von Energienetzen sichergestellt werden kann. In Zukunft wird der Anteil dezentraler Energiewandlungsanlagen stark ansteigen und gleichzeitig der Anteil von Großkraftwerken sinken. Heutzutage wird das Energienetz vor allem durch Großkraftwerke stabilisiert. Deshalb müssen für die Zukunft neue Strategien gefunden werden, wie dezentrale Erzeuger, z.B. Windkraftanlagen oder Photovoltaikanlagen, in die Stabilisierung des Energienetzes eingebunden werden können.

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Sonja Happ

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Sonja Happ

Team Leader Simulation Infrastructure and HPC

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Stefan Dähling

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Stefan Dähling

Team Energy Management Systems and Data Analytics

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Jan  Dinkelbach

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Jan Dinkelbach

Team Modeling, Simulation and HiL Methods

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  Lösungsansatz

Am ACS wird im Rahmen des Projekts ein Simulationswerkzeug entwickelt, mit dem ein Verteilnetz bestehend aus sehr vielen dezentralen Betriebsmitteln simuliert werden kann. Dabei wird jedes Betriebsmittel als einzelner „Schwarmpartikel“ simuliert. Schwarmpartikel organisieren sich selbstständig durch Kommunikation und ihre Entscheidungsfähigkeiten in Schwärmen. Damit tragen sie gemeinsam zu stabilitätsfördernden Systemdienstleistungen im Energienetz, wie z.B. Spannungshaltung oder Frequenzhaltung, bei. Die Betriebsmittel müssen daher sowohl aus energietechnischer Sicht als auch aus Kommunikations- und Entscheidungsfindungssicht auf Schwarmpartikel abgebildet werden.

Klassische Simulationswerkzeuge kommen bei solch großen und komplexen cyber-physischen Systemen schnell an ihre Grenzen. Um das entstehende System aus Schwarmpartikeln in seiner Komplexität zu beherrschen und die Skalierbarkeit von schwarmbasierten Problemlösungen zu überprüfen, werden Techniken und Methoden aus dem High Performance Computing (HPC) angewendet. Im Labor des ACS ist ein Testsimulationssystem bestehend aus etlichen Rechenknoten eingerichtet, um großangelegte Schwarmsimulationen durchführen zu können.

Das Projekt SwarmGrid ist vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert (Fördernummer: 03EK3568A) und wird in Kooperation mit den Instituten für Hochspannungstechnik (IFHT) und Theoretische Informationstechnik (TI) der RWTH Aachen sowie der QSC AG, der Rheinischen NETZGesellschaft mbH und der Amprion GmbH durchgeführt.

Abschlussbericht des Projekts

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