Öffentlich-Gefördert
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Forschungscampus – Öffentlich-private Partnerschaft für Innovationen
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FEN DC-Sek

Asimenia Korompili, M. Sc.
Leiter Forschungcampus Projekt DC-Sek
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Projektbeschreibung

Das Projekt DC-Sek wird durch das Bundesministerium für Bildunnd und Forschung im Rahmen des “Forschungscampus Flexible Elektrische Netze FEN”gefördert.

Motivation:

Die hohe Integration von leistungselektronisch gesteuerten dezentralen Energieressourcen (Distributed Energy Resources, DER) ist ein Hauptfaktor der Energiewende in den modernen Energiesystemen. Dies kann durch DC-Systeme ermöglicht werden, die in die bestehenden AC-Verteilnetze integriert werden, umhybride AC/DC-Netze zu bilden.

ACS leitet das FEN-Projekt “Steuerung und Automatisierung hybrider AC/DC-Verteilnetze unter Berücksichtigung von cyber-physikalischen Sicherheitsaspekten (DC-Sek)”. Weitere Partner, die zur Forschung im Projektbeitragen, sind PGS (RWTH), OPAL-RT Germany, EATON und Kiepe Electric.

Ziele:

•Entwicklung cyberphysikalischer Sicherheitsaspekte

• Innovative Lösungen für Automatisierung und Regelung von AC/DC-Netzen

 

Lösungsweg:

Das Projekt umfasst drei Teillösungswege, die zum übergeordneten Ziel beitragen:

Regelungsstrukturen und Strategien für AC/DC-Verteilnetze

Die Regelung von hybriden AC/DC-Verteilnetzen wird in verschiedenen Ebenenund für verschiedene Betriebszustände des Systems untersucht. Es werdenWandlerregler für die DER-Schnittstellen-Wechselrichter und -DC/DC-Wandlersowie die verbindenden AC/DC-Wandler des Netzes entwickelt, wobeifortschrittliche Regelungsmethoden für den Regelungsentwurf unter unsicherenWandler- und Netzmodellen verfolgt werden. Darüber hinaus werden dezentrale undverteilte Regelungsstrategien für die Steuerung von lokalen Verteilnetzen aufSystemebene entworfen. Diese beinhalten sowohl Funktionen für die Inselbildungder lokalen Netze als auch die Bereitstellung von Nebendienste für das Hauptverteilnetz.Die Stabilität der entwickelten Regelungsstrukturen und -strategien wirdebenfalls untersucht. Darüber hinaus werden auch verteilte Strategien für dieLeistungsverteilung zwischen den lokalen AC/DC-Verteilnetzen untersucht. Zudemwerden verteilte optimale Leistungsflussalgorithmen für die gesamtenAC/DC-Verteilnetze entwickelt, welche die Unsicherheiten der Last- undvolatilen Erzeugungsprofile berücksichtigen.

Automatisierungssysteme für AC/DC-Verteilnetze unter Berücksichtigungder Cyber-Sicherheit

Die Automatisierungssysteme realisieren die entwickelten Regelungsstrukturenund -strategien. Zu den Automatisierungssystemen gehören Überwachungssysteme,Kommunikationssysteme und Visualisierungstechniken. Für die Entwicklung vonÜberwachungssystemen und Zustandsschätzungsalgorithmen für AC/DC-Netze wird dieSynchronisation von Messungen in den DC-Netzen untersucht. Die Positionierungvon Metern und Sensoren sowie das Design von Datenmodellen,Kommunikationsprotokollen und Visualisierungstechniken folgt definiertenAnforderungen an die Cybersicherheit. Darüber hinaus werden Algorithmen zurErkennung von Cyberangriffen und entsprechende Gegenmaßnahmen entwickelt.

Hardware-Validierung von Regelung und Automatisierung für lokaleAC/DC-Verteilnetze

Es werden fortschrittliche Techniken für die Echtzeitmodellierung und-simulation von AC/DC-Verteilnetzen mit mehreren Wandlern entwickelt. Dieentwickelten Regelungsstrukturen und -strategien sowie dieAutomatisierungssysteme werden zu ihrer Validierung in Hardware-in-the-Loop-und Power-Hardware-in-the-Loop-Aufbauten integriert. Darüber hinaus werden dieRegelungs- und Automatisierungslösungen in dem im FEN-Projekt entwickeltenForschungscampusnetz implementiert.

 

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wurde die Flexible Elektrische Netze FEN GmbH gegründet.

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Gestaltung der Zukunft durch Forschung

Der Forschungscampus FEN wird u.a. von der gleichnamigen Förderinitiative „Forschungscampus – öffentlich-private Partnerschaft für Innovationen“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt.

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