28.09.2022 – In dem kürzlich in Betrieb genommenen Labor „Smart Grid LAB Hessen“ erforschen die Projektpartner Ingenieurbüro Pfeffer, Jean Müller, QGroup und Tractebel unter Leitung der Hochschule Darmstadt verschiedenste Szenarien des Stromsystems der Zukunft. Begleitet und unterstützt wird das EFRE-geförderte Projekt vom House of Energy. Das Labor, in dem ein reales, intelligentes Stromnetz (Smart Grid) aufgebaut ist, befindet sich auf dem Gelände des Ingenieurbüro Pfeffer in Rödermark.
Das Smart Grid LAB Hessen bildet physisch nach, wie die „Straße der Zukunft“ in einem Wohnviertel aussieht. Die Leistungsdaten der einzelnen Gebäude, die als Prosumer fungieren, werden im intelligenten Netz des Reallabors gemessen, ausgewertet und zur Steuerung der Energieströme eingesetzt. Modellhaft demonstriert das LAB die künftige dynamische, effiziente und sichere Energieinfrastruktur.
Die Untersuchungen sollen Antworten für die praktische Einführung des Smart Grid liefern: Wie kann die Netzstabilität gesichert werden, wenn an Tagen mit geringer Stromerzeugung viele Elektrofahrzeuge laden sollen? Wie verhindert man einen Netzzusammenbruch, wenn z.B. Speicher ausfallen? Wie kann erkannt werden, dass Hacker die Daten manipulieren und ggf. einen Blackout verursachen?
Das Smart Grid LAB Hessen auf dem Gelände des Ingenieurbüro Pfeffer in Rödermark. Foto: Milton Arias
In Echtzeit überwachen, was im Netz passiert
Im Smart Grid LAB wird in Echtzeit überwacht, was im Netz passiert, und der Stromfluss wird gemäß Angebot und Nachfrage gesteuert. Um den ständig wachsenden Bedarf an elektrischer Energie intelligent und bei minimalem Netzausbau sicher zu beherrschen, ist ein Paradigmenwechsel nötig. Aus statisch dimensionierten Netzen müssen dynamisch betriebene werden. Prof. Dr. Peter Birkner vom House of Energy unterstreicht: „Aufgrund der leistungsstarken und volatilen Energieerzeugung sowie der zunehmenden Elektrifizierung auf der Anwendungsseite ist der alleinige Netzausbau viel zu teuer und erfordert eine viel zu lange Umsetzungszeit. Zudem wird sich künftig regelmäßig die Richtung des Stromflusses in Verteilungsnetzen ändern.“
Prosumer und Datensicherheit im Fokus
Im Projekt sind verschiedene Szenarien entwickelt worden, unter denen das Smart Grid LAB betrieben wird. Dazu gehört auch die Etablierung von Prosumern. Dies sind Kunden, die zeitweise Elektrizität erzeugen und zeitweise entnehmen. Das intelligente Netz sammelt die Energiedaten, analysiert und entscheidet autonom, wie die elektrische Energie am besten verteilt wird. Dazu kommen Flexibilitäten zum Einsatz. Diese können durch aktive Netzelemente, wie Spannungsregler, oder auch durch ein geändertes Lastverhalten der Kunden dargestellt werden.
Aufgrund der wachsenden Datenströme liegt ein Fokus im Projekt auch auf der Analyse der Datensicherheit. Alle Energiequellen und Verbräuche sind realen Vorbildern nachempfunden. So können den Projektpartnern zufolge gefahrlos auch herausfordernde Netzsituationen nachgebildet werden. Aus den Ergebnissen werden Voraussetzungen für den Einsatz in einem realen hessischen Verteilnetz abgeleitet.
Der Projektpartner Jean Müller entwickelt und fertigt vernetzungsfähige Niederspannungsschaltgeräte und Systeme und integriert diese in die Smart Grid-Infrastruktur. Der Security-Hersteller QGroup betrachtet die Resilienz und Segregationsanforderungen hinsichtlich der IT/OT Versuchsstellungen, der eingesetzten Betriebsmittel, ihrer Vernetzung und Steuerung über Sicherheitsgrenzen. So sollen Risiken im Falle eines Cyberangriffs nicht nur reduziert, sondern auch wirksam eingeschränkt werden können. Darüber hinaus bringt der Projektpartner Tractebel seine Erfahrungen aus internationalen Energieinfrastruktur-Projekten ein und überträgt das Gelernte vom Smart Grid LAB Hessen auf den nationalen und internationalen Kontext. (ds)
www.h-da.de
www.ipi-online.de
www.house-of-energy.org
www.jeanmueller.de
www.qgroup.de
www.tractebel-engie.de