Verbundprojekt: Elektroniksysteme für die Energieversorgung der nächsten Generation – Progressus -; Teilvorhaben: Hochintegrierte bidirektionale Leistungselektronik als Infrastrukturschnittstelle im Smart Grid

Die TH Köln wird Algorithmen entwickeln, mit denen die Smart Meter Gateways (z. B. Ladeboxen oder ganze Hausanschlüsse) den Zustand des Netzes bestimmen kann, an das es angeschlossen ist, indem elektrische Parameter wie Spannung, aktueller Spannungswinkel und Leistungsfaktor gemessen werden. Es werden Algorithmen entwickelt, die den Netzbetrieb unter Berücksichtigung der maximalen Transformatorleistung und Leitugungsbelastung sowie des maximal zulässigen Spannungsabfalls an seinen Grenzen ermöglicht. Verschiedene Szenarien und Netze werden bewertet, modelliert und die Genauigkeit im Labor validiert. In einem weiteren Schritt werden Optimierungsroutinen entwickelt, die die Kommunikation zwischen verschiedenen Smart Meter Gateways innerhalb eines Niederspannungsnetzes berücksichtigen, um die Anschlusskapazität zu maximieren und gleichzeitig die Netzfreundlichkeit zu gewährleisten. Des Weiteren werden Smart Meter Gateways zusammen mit dem gesamten Hausenergiesystem optimiert, das z. B. Ladeboxen für die E-Mobilität, Wärmepumpen und Photovoltaikanlagen umfasst. Ziel ist es, die Smart Meter Gateways in ein übergreifendes Home-Management-System zu integrieren. Die Optimierung umfasst zwei Aspekte: die Optimierung des Hausenergiesystems selbst und die Optimierung des Zustands des gesamten Niederspannungsnetzes. Es wird eine Testumgebung mit Smart Meter Gateways zum Testen der Systeme und des Algorithmus eingerichtet. Zum Testen der Algorithmen wird eine Laborumgebung eingerichtet. Diese enthält mindestens ein Smart Meter Gateway und weitere Komponenten eines "Smart Home". Unter anderem können im Labor die Datenkommunikation und das Zusammenspiel von Ladebox und Home-Management-System getestet werden. Ziel ist es, die Kompatibilität von Netzmanagement und Home-Management-System zu demonstrieren.