Aktive Energieverteilnetze

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Die fortschreitende Energiewende hin zu einer vermehrt dezentralen Erzeugung sowie der Flexibilisierung von Lasten stellt die Verteilnetzbetreiber hinsichtlich Betrieb und Planung vor neue Herausforderungen, eröffnet gleichzeitig jedoch neue Chancen. Der Lehrstuhl Aktive Energieverteilnetze entwickelt daher innovative Lösungskonzepte zur Bewertung und Betriebsführung sowie zur Grundsatz- und Ausbauplanung sicherer und effizienter Netze der Zukunft. Dabei werden insbesondere die Möglichkeiten der zunehmenden Digitalisierung, Einsatzpotentiale der Gleichstromtechnik und sektorenübergreifende Lösungen mit integrierten Betriebs- und Planungsansätzen erforscht. Weiterhin werden Konzepte und Regularien zur Erschließung und Koordination des wirtschaftlichen, netz- sowie systemdienlichen Einsatzes dezentraler Flexibilität entwickelt. Zudem werden die Netzintegration der Betriebsmittel und die Gewährleistung der Stabilität der Verteilnetze auch in kritischen Netzzuständen mittels dynamischer Stabilitätsuntersuchungen sichergestellt. Mithilfe synthetischer IT-Angriffspfade werden Verfahren zur kooperativen Detektion und Abwehr von IT-Angriffen in zunehmend vernetzten Systemen entwickelt und in Konzepte für resiliente IT-Systemarchitekturen überführt.

Bei der Entwicklung dieser Lösungskonzepte kommen unter anderem mathematische Optimierung, evolutionäre Algorithmen, Verfahren der theoretischen Modellanalyse, maschinelles Lernen, Co-Simulation von Energieinformationsnetzen, detaillierte Zeitbereichssimulationen sowie umfangreiche Laborversuche zum Einsatz. Die Ausarbeitung der Konzepte erfolgt dabei sowohl in öffentlich geförderten Forschungsprojekten als auch in enger Zusammenarbeit mit unseren Industriepartnern. Lehrstuhlübergreifend sind die Forschungsgruppen des Lehrstuhls Aktive Energieverteilnetze in den Kompetenzfeldern Asset Management, Flexibilitätskoordination und Schutz & Stabilität aktiv. Darüber hinaus existiert für den erweiterten multidisziplinären Ansatz eine enge Kooperation mit dem assoziierten Institute for Automation of Complex Power Systems und der Abteilung Digitale Energie des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Informationstechnik (FIT).

Zentrale Forschungsthemen

• Analyse und Bewertung von Strom- und Gasverteilnetzen sowie Wärmenetzen
• Netzintegration von erneuerbaren Energien und Anlagen zur Sektorenkopplung
• Entwicklung energieträgerübergreifender Planungs- und Betriebsführungsverfahren
• Lokale wirtschaftliche, netz- und systemdienliche Flexibilitätskoordination
• Netzwirtschaft und Regulierung
• Strategien zur Digitalisierung, Automatisierung und IT-Sicherheit in resilienten Verteilnetzen
• Bewertung der Stabilität aktiver Verteilungsnetze unter Berücksichtigung von Konzepten zum temporären Inselnetzbetrieb und Netzwiederaufbau
• Entwicklung und Durchführung von Test- und Prüfverfahren am Zentrum für Netzintegration und Speichertechnologien

Abschlussarbeiten