AI4Grids erforscht KI-Einsatz für die Stabilisierung von Stromnetzen

02.11.2020 – Das Forschungsprojekt „AI4Grids“ will Künstliche Intelligenz (KI) für die Stabilisierung von Stromnetzen einsetzen. Ziel ist es, mit Hilfe künstlicher Intelligenz eine intelligente Netzbetriebsführung zu ermöglichen, mit der Erzeuger und Verbraucher effizient in das Mittel- und Niederspannungsnetz integriert werden können. Die entwickelten Algorithmen sollen auch in realen Umgebungen getestet werden. Koordiniert wird das Vorhaben von Prof. Dr. Gunnar Schubert, Professor für Physik und Elektrotechnik und Vizepräsident für Forschung und Transfer an der HTWG Konstanz.

Algorithmen für Planung und Betriebsführung von Stromnetzen

Im Projekt werden Algorithmen entwickelt, die auf KI basieren und die Planung und Betriebsführung von Stromnetzen auf Verteilnetzebene und von Microgrids („Inselnetzen“) unterstützen.

Ein solcher KI-basierter Regler für die Betriebsführung benötigt ein umfassendes Bild des Netzzustandes. Dazu überwachen automatisierte Verfahren fortlaufend die aktuellen Netzdaten, um damit Änderungen in der Netzstruktur oder den Eintritt neuer Netzteilnehmer zu detektieren. Zudem wird das KI-System um eine integrierte Lastprognose ergänzt, die Wetter- und Verbrauchsdaten zur Vorhersage nutzt. Wenn die Sonne nicht ausreicht, kommt automatisch im Projekt die „künstliche Sonne“ zum Einsatz, eine Brennstoffzelle, die ihren Wasserstoff aus nachfüllbarem regenerativ erzeugtem Methanol bezieht. Im Fall einer Störung soll zudem automatisierte Handlungsempfehlung an die Leitwarte helfen, die Störung schnell zu beheben.

Neben der HTWG arbeiten das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, das International Solar Energy Research Center Konstanz e.V. (ISC Konstanz), die Stadtwerk am See GmbH & Co. KG sowie die Energiedienst AG mit.

Im Digital Grid Lab des Fraunhofer ISE können für das Projekt Echtzeitsimulationen durchgeführt werden, da hier die lokale Erzeugungs- und Verbrauchsstruktur und somit ein möglichst reeller Netzzustand abgebildet werden kann. Das Stadtwerk am See stellt Netztopologien und Profile zur Abbildung der lokalen Erzeugungs- und Verbrauchsstruktur bereit, mit denen die Regelmechanismen verglichen werden können.

Seitens der Energiedienst AG können die Klimahäuser Schallstadt in das Projekt integriert werden. Sie verfügen über 500 Kilowatt Photovoltaik und eine strikt auf elektrische Fahrzeuge beschränkte Tiefgarage mit vernetzter Ladeinfrastruktur. Für das Lastmanagement der Fahrzeuge ist eine KI-basierte Netzzustandserkennung geplant, die Netz- und Ladevorgänge erlernt und den E-Auto-Ladestationen entsprechende Leistungsvorgaben aufprägt.

Die ISC Konstanz wird die Projektergebnisse in Wohnquartieren demonstrieren, so etwa im nahegelegenen Allensbach, wo heute die Smart-Grid-Technologie bereits eingesetzt wird.
Das Projekt wird mit rund 2,5 Millionen Euro vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) im Rahmen der Förderinitiative „KI-Leuchttürme“ gefördert. (ds)

www.htwg-konstanz.de

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