Smart Grid im Test: Fraunhofer ISE eröffnet Digital Grid Lab

Zentrale und fluktuierende dezentrale Systeme zusammenzubringen und dabei die Netztstabilität zu erhalten, sei eine große Herausforderung für die Netzbetreiber, heißt es in der Pressemitteilung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE. Ein echtes Smart Grid erfordert einen hohen Grad an Digitalisierung. Das Fraunhofer ISE will Netze und deren Kommunikation im Digital Grid Lab in Echtzeit simulieren, um die besten Strategien dafür zu finden.

Hardware-in-the-Loop in Echtzeit

Herzstücke des neuen Labors sind die sechs leistungsstarken Hardware-in-the-Loop (HIL)- Computer. Sie erlauben es, Stromnetze mit bis zu 2000 Knoten in hoher zeitlicher Auflösung im Modell abzubilden. So lassen sich auch kritische Netzsituationen durchspielen, ohne das echte Stromnetz zu gefährden. Das gilt für AC- und DC-Netze. Interessant sind zum Beispiel autarke Micro-Grids, smarte Quartiere und Verteilnetze, aber auch konkrete Geräte und Anlagen an Netzknotenpunkten. Acht flexibel schaltbare Leistungsverstärker mit einer Gesamtleistung von 800 kVA erlauben es dabei, einem Prüfling die simulierte Netzsituation aufzuprägen.

„Der digitale Zwilling auf dem HIL-Rechner ist dank einer Bibliothek von Modellen sehr flexibel konfigurierbar. Wir können Stromnetze unterschiedlicher Größen und Spannungsebenen simulieren und sowohl private als auch gewerbliche Energiesysteme nachbilden“, erklärt Bernhard Wille-Haußmann, der als Gruppenleiter Netzbetrieb und Netzplanung das Labor leitet.

Zur Ausstattung des Digital Grid Labs gehört auch eine Leitwarte. Dort erproben die Wissenschaftler neue Regelungsalgorithmen und Betriebsstrategien für Smart Grids mit dem Einsatz von künstlicher Intelligenz. Der Hardware-in-the-Loop-Rechner nimmt hier die Rolle des digitalen Zwillings ein. Er modelliert für die Leitwarte das Stromnetz und dessen Kommunikation.

Prüfungen für intelligente Elektromobilität

Die Infrastruktur erlaubt die Prüfung energietechnischer Komponenten, wie Batteriesysteme, Blockheizkraftwerke oder Wärmepumpen. Zum Start des Labors haben die Expertinnen und Experten des Fraunhofer ISE den digitalen Zwilling eines Elektrofahrzeuges entwickelt. Mit diesem emulieren sie ein Elektrofahrzeug oder auch einen ganzen Fahrzeug-Pool. Das beinhaltet die Leistungsflüssen und die Kommunikation mit der Ladestation. So können verschiedene Ladestationen auf ihre Netzrückwirkung geprüft werden. Auch das Zusammenspiel mit intelligenten Messsystemen und Energiemanagementsystemen untersuchen die Forscher:innen.

Das Fraunhofer ISE bietet auch einen virtuellen Rundgang durch das Digital Grid Lab an.

14.7.2021 | Quelle: Fraunhofer ISE | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH