PolyEnergyNet
Ziel des Vorhabens ist es, resiliente Ortsnetze beispielhaft zu realisieren und dabei die unterschiedlichsten Energieformen einzubinden. Es soll eine neuartige Informationsinfrastruktur entstehen, die es selbst bei kritischen Netzzuständen erlaubt, innerhalb eines Ortsnetzes einen Notbetrieb zu erhalten bzw. Teile abzuschotten, bis eine Wiedereingliederung möglich ist.
Grundansatz von PolyEnergyNet ist der Aufbau eines holaren Systems, bei dem Teile unterschiedlicher Art und Größe unabhängig von anderen funktionsfähig sind und so dass Gesamtsystem immun gegen Dysfunktionen seiner Teile ist – ähnlich wie beim Internet. Dabei spielen neben dem Stromnetz als Leitnetz auch Wärme- und Gasnetze mit allen Arten von Erzeugern, Speichern und Verbrauchern zusammen. Ein IKT-System dient dem Monitoring und der Steuerung des Gesamtsystems, das so zum Polynetz wird.
In jedem Teilsystem der örtlichen Energieversorgung werden in Realzeit Daten erfasst und ausgewertet. Dem Netzleitstand fallen neue Aufgaben zu. Im Zusammenspiel von zentralen Steuerungsanlagen und dezentralen autonomen IT-Komponenten können einzelne Holone (selbstregelnde Subsysteme) im Falle einer realen oder vermuteten Dysfunktion vom Gesamtsystem getrennt und bis zu ihrer Wiedereingliederung autonom betrieben werden. Im Falle eines solchen Inselbetriebs sollen lokal verfügbare Energiequellen im Zusammenspiel mit dem Abwurf flexibler Lasten die Versorgung der wichtigsten lokalen Endabnehmer in diesem Holon sicherstellen.
PEN beschäftigt sich vor allem mit folgenden Fragestellungen:
- Welche Daten werden für die Steuerung eines holaren Systems benötigt und wie können sie gewonnen und ausgewertet werden? Reichen dafür die Daten der Smart Meter aus oder bedarf es weiterer Messpunkte im Verteilnetz?
- Wie lässt sich zu jedem Zeitpunkt formal beschreiben, welche potenziellen Beiträge alle Erzeuger, Speicher und Verbraucher zur Stabilisierung des Gesamtsystems leisten können und welche vertraglich gesicherten Optionen der Netzbetreiber hat, diese zur Steuerung eines Teilsystems im Inselbetrieb abzurufen?
- Wie lassen sich auch in kritischen Situationen alle Ressourcen (alle Elemente des „Hybridnetzes“; alle Erzeuger, Speicher und Verbraucher; die Rechenleistung aller verfügbaren IKT-Systeme) so nutzen, dass ohne bleibende Schäden eine Wiederherstellung des Normalbetriebs in kürzester Zeit möglich wird?