Verbundprojekt: Elektroniksysteme für resiliente flexible Energienetze mit erneuerbaren Energieerzeugern - ECS4DRES -

Es soll die optimale Auslastung elektrischer Niederspannungs-Verteilnetze ermöglicht werden. Hierfür sollen steuerbare elektrische Lasten (elektrisch betriebene Wärmepumpen, elektrische Ladesäulen, Elektrolyseure) optimal miteinander koordiniert werden. Hierbei werden physikalische Grenzen der Belastbarkeit des Netzes (Transformatorauslastung, Knotenspannungen, Leitungsauslastungen) berücksichtigt. Weiterhin werden Anforderungen an die beschriebenen elektrischen Lasten berücksichtigt: - Jede Wärmepumpe muss zu jedem Zeitpunkt ihren gegebenen thermischen Bedarf decken können. - Die gewünschten Anforderungen an Ladevorgänge von E-Fahrzeugen (gewünschter Ladestand nach dem Laden sowie die gewünschte Uhrzeit, wann der Ladevorgang beendet sein soll) sollen berücksichtigt werden. Falls dies aufgrund der Auslastung des Netzes nicht möglich ist, soll ein "faires" Laden gewährleistet sein, dass niemand diskriminiert wird. - Elektrolyseure sollen demand-response erbringen, um lokale Überschüssen von fluktuierenden Erneuerbaren wie Photovoltaik direkt lokal zu verwerten. Die für die beschriebene Optimierung erforderlichen Daten werden von Smart Metern aufgezeichnet und untereinander kommuniziert. Diese Kommunikation soll über 5G und dezentralisiert erfolgen, wodurch ein Single-Point-of-Failure vermieden wird. Anhand der aufgezeichneten können Topologie und Zustand des Niederspannungsnetzes rekonstruiert werden. Hierauf aufbauen können dann die beschriebenen steuerbaren Lasten optimal koordiniert werden. Hierfür werden entsprechende Algorithmen erarbeitet und benötigte Hardware angeschafft und in einer Laborumgebung integriert. Nach einem erfolgreichen Test der Algorithmen in einer Simulationsumgebung erfolgt der Test im Labormaßstab. Abschließend werden die erarbeiteten Lösungen auch in einem realen Niederspannungs-Verteilnetz getestet. Hierfür konnten bereits die Stadtwerke Neuss als Partner gewonnen werden.