Forschungsbereich Smart Grids

Forschungsbereich Smart Grids

Ausgangspunkt der Forschungsarbeiten der Arbeitsgruppe zum Schwerpunkt Smart Grids bilden die hochkomplexen Anforderungen, die sich durch die Energiewende an die zukünftigen Energienetze stellen: Die Energiewirtschaft und dementsprechend auch die zugehörige wissenschaftliche Forschung müssen „alles“ auf den Prüfstand stellen, um eine marktgerechte Koordination bzw. Kontrolle von verteilten Energiesyste­men realisieren zu können. Das grundlegende Ziel besteht darin, abhängig von den vor­handen technischen Ein­stellungsmöglichkeiten und abhängig von der Situation in einem be­stimm­ten Bereich des Netzes sowie auch des Energiemarkts Energie möglichst wirtschaftlich und klimaneutral einerseits zu produ­zieren und andererseits zu nutzen. 

Die Basis für die Arbeiten in dem Forschungsschwerpunkt bildet der sogenannte Energie-Agent. Dabei handelt es sich um ein auf der softwaretechnischen Basis der Agenten-Technologie konzipiertes Kontrollmodul. Es kann grundsätzlich alle aus informationstechnologischer Sicht bestehenden An­forderun­gen an die Steuerung der Energie-/Versorgungsnetze der Zukunft erfüllen (insbesondere einerseits Realisierung der notwendigen Kommunikation sowie andererseits eines gewünsch­ten autonomen, wenn erforderlich proaktiven Verhaltens, dies basierend auf Regeln, dedizierten Optimierungsverfahren, einer lokalen KI etc.). Durch die Agenten können - auch komplexe - Anlagen im Hinblick auf die jeweils bestehenden Anforderungen - Versorgungsstabilität, Kosten, Reduzierung des CO₂-Ausstoßes etc. - hin optimiert gesteuert werden. Vor ihrem Einsatz im laufenden Betrieb können die jeweils in den Agenten abgebildeten Steuerungsverfahren durch entsprechende Simulationen evaluiert werden. 

Zur Unterstützung der Realisierung der Agenten wurde das Softwareframework „Agent.GUI“ entwickelt. Zudem wurde auf der Basis eines Referenzdatenmodells ein „Ener­gie-Optionsmodell“ entworfen.

Zu dem Energie-Agenten wurden bereits umfassende Forschungsarbeiten durchgeführt, z. B. in dem BMWi-geförderten Projekt Agent.HyGrid oder mit thyssenkrupp in dem bilateralen Drittmittelprojekt Agent.C. Die Arbeiten wurden zum Teil noch von dem inzwischen pensionierten Kollegen Professor Unland geleitet. 

Als Basis für die aktuellen und weiteren Arbeiten wurden eine Roadmap und dazu ein Portfolio für weitere Projekte entworfen, in denen mit Partnern aus Wissenschaft und Praxis der Energie-Agent in weiteren Umgebungen eingesetzt und im Hinblick auf die Erfüllung spezifischer Anforderungen weiterentwickelt wird.

InSekt: Intelligente Sektorenkopplung zur Reduktion von CO2-Emissionen in Energieversorgungssystemen

Das Konsortium des Vorhabens „InSekt“ möchte einen Beitrag zur Reduktion von CO₂-Emissionen in Energieversorgungssystemen leisten, indem universelle Software-Werkzeuge angewendet werden, um sektorengekoppelte Energieversorgungsstrukturen zu implementieren, in Simulationen zu untersuchen und die Resultate auf die Realität zu übertragen. InSekt baut auf dem BMWi-geförderten Forschungsprojekt „Agent.HyGrid“ auf und nutzt das an der Universität Duisburg-Essen entwickelte Softwareframework „Agent.Workbench“ (vormals Agent.GUI) und das Referenzdatenmodell „Energie-Optionsmodell“ (EOM).

Projektseite InSekt

MEO: Modellexperimente in der operativen Energiesystemanalyse

In dem MODEX-Vorhaben „Modellexperimente in der operativen Energiesystemanalyse“ werden acht Modelle durch die Berechnung unterschiedlicher Szenarien miteinander vergleichen. Auf diesem Wege soll ermittelt werden, welches Modell für welche Fragestellungen besonders geeignet ist. Darüber hinaus soll durch den Vergleich herausgearbeitet werden, wo die Optimierungspotenziale der teilnehmenden Modelle liegen.

In der Energiesystemanalyse werden Fragen hinsichtlich der Ausgestaltung unseres Energiesystems untersucht. Ein prominentes Beispiel hierfür ist die Ermittlung von kostenoptimalen Ausbaupfaden zur Reduktion von Treibhausgasemissionen. Die gefundenen Antworten bilden in der Energiepolitik eine wichtige Grundlage für die Erarbeitung regulatorischer Maßnahmen.

Projektseite MEO

FlexChemistry: Wirtschaftlich optimierter Infrastrukturbetrieb unter Berücksichtigung von klimapolitischen Herausforderungen

Ziel dieses Projektes ist die Analyse und Erschließung von Flexibilitäten innerhalb eines Chemieparks und die Entwicklung einer automatischen Ansteuerung dieser flexiblen Anlagen für Multi-Use-Anwendungen. Der Haupteinsatzzweck ist dabei die Optimierung auf schwankende Spotmarktpreise, aber auch Anforderungen des vorgelagerten Netzbetreibers (z.B. im Rahmen der Kaskade) oder eine Regelleistungserbringung werden mit untersucht. Neben der umfassenden Analyse geeigneter Prozesse am Standort werden ausgewählte Anlagen auch mit zusätzlicher Steuerungstechnik ausgestattet und im Rahmen eines Feldtests flexibel angesteuert. 

Projektseite FlexChemistry

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Christian Derksen

Dipl.-Ing.

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Raum:
R09 R02 H54
Telefon:
+49 201 18-34586
Fax:
+49 201 18-34460
Nils Loose

M. Sc.

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+49 201 18-32467
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+49 201 18-34460