Projekte

Advanced Grid Interface for innovative Storage Integration

Ansprechpartner: Christian Hachmann

Beschreibung
Das Projekt AGISTIN (Advanced Grid Interface for innovative Storage Integration) treibt die Entwicklung von Netzintegrationsarchitekturen für Energiespeicher mit am gleichen Standort befindlicher Erneuerbarer Erzeugung und DC-Endverbrauch voran. Dies schließt den Ansatz der DC-Kopplung ein, der bei aktuellen PV+Speicher Hybridsystemen zum Einsatz kommt, erweitert ihn um Endnutzer und Systemintegratoren sowie hybride Netzkopplungs-Ansätze. Mit einer optimierten gemeinsamen Netzkopplung können industrieller Netznutzer von verringertem Hardwareeinsatz, verringerten Kosten, verbesserter betrieblicher Effizienz und Flexibilität im Vergleich zu reinem AC-Parallelbetrieb profitieren.

• Pressemitteilung zum Projektstart

Veröffentlichungen

• The Influence of Grid-Forming Loads on Transient Stability
  This paper was presented at the 22nd Wind & Solar Integration Workshop (2023) and published in the workshop’s proceedings

AI for REAL-world NETwork operation

Ansprechpartner: Marco Pau

Beschreibung

The scope of AI4REALNET covers the perspective of AI-based solutions addressing critical systems (electricity, railway, and air traffic management) modelled by networks that can be simulated, and are traditionally operated by humans, and where AI systems complement and augment human abilities. It has two main strategic goals: 1) to develop the next

generation of decision-making methods powered by supervised and reinforcement learning, which aim at trustworthiness in AI-assisted human control with augmented cognition, hybrid human-AI co-learning and autonomous AI, and 2) to boost the development and validation of novel AI algorithms, by the consortium and AI community, through existing open-source digital environments capable of emulating realistic scenarios of physical systems operation and human decision-making.

The core elements are: a) AI algorithms mainly composed by supervised and reinforcement learning, unifying the benefits of existing heuristics, physical modelling of these complex systems and learning methods, as well as, a set of complementary techniques to enhance transparency, safety, explainability and human acceptance; b) human-in-the-loop

decision making for co-learning between AI and humans, considering integration of model uncertainty, human cognitive load and trust; c) autonomous AI systems relying on human supervision, embedded with human domain knowledge and safety rules.

• The AI4REALNET framework will be validated in 6 uses cases driven by industry requirements, across 3 network infrastructures with common properties. The use cases are focused on critical challenges and tasks of network operators, considering strategic long-term goals, such as decarbonisation, digitalisation, and resilience to disturbances, and are formulated in a unified sequential decision problem where many AI and non-AI algorithms can be applied and benchmarked.

Automatisierte Netzausbauplanung für die kombinierte Betrachtung von Strom- und Gasnetzen unter Einbeziehung von Wasserstoff

Ansprechpartner: Lars Lauven

Beschreibung
Ziel des Projekts ANaPlan Plus ist die Identifikation von Optimierungspotenzialen im Bereich der Energienetze unter Berücksichtigung neuer Freiheitsgrade aus der sparten- und sektorenübergreifenden Betrachtung. Kernelement ist eine Methodik zur integralen Infrastrukturplanung, um die Anpassung von Versorgungsnetzen für Strom, Erdgas sowie Biomethan und Wasserstoff an komplexe Zukunftsszenarien mit digitaler Unterstützung beherrschbar zu machen.

Dekarbonisierung Verkehr - Rückkopplungen Energiesystem - global bis regional

Ansprechpartner: Benedikt Häckner, Jan Dobschinski

Beschreibung
Das wissenschaftliche Ziel des Vorhabens DeV-KopSys-2 ist es, vor dem Hintergrund der Wechselwirkungen der Dekarbonisierung in des Verkehrssektors mit anderen Entwicklungen die Rolle einzelner Technologieoptionen (z. B. Elektromobilität, PtX-Kraftstoffe) zur Erreichung der Klimaziele im Verkehr mithilfe modellbasierter Szenarien zu untersuchen. Von besonderem Interesse sind Bandbreiten globaler PtX-Exportpotenziale bis zum Jahr 2045/2050, Rahmenbedingungen des Strom- und Gasmarktes auf europäischer Ebene und der Ausbau der Stromnetze in Deutschland in Hinblick auf Elektromobilität und den Ausbau Erneuerbarer Energien auf regionaler Ebene.

Anschlussmöglichkeiten von Offshore-Windparks unter Berücksichtigung von Sektorenkopplung

Ansprechpartner: Lars Lauven

Beschreibung
Der technische Fortschritt bei der Produktion von elektrischer Energie in Offshore-Anlagen führt zu deutlich niedrigeren Bau- und Betriebskosten. In der geplanten Dissertation werden verschiedene Aspekte und Optionen für die zukünftige Nutzung des Offshore-Energiepotenzials der Nordsee untersucht. Der technische Umfang des Projekts wird die Erzeugung elektrischer Energie, den Transport über Gleichstromnetze und die Umwandlung in Wasserstoff umfassen. Konkret werden das technische Potenzial und die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen für die folgenden Szenarien untersucht und verglichen. Anschließend werden die einzelnen Szenarien vergleichend bewertet und Empfehlungen für den weiteren Ausbau der bestehenden Energiesysteme und den Forschungs- und Entwicklungsbedarf abgeleitet.

Dynamische Interaktions- und Kleinsignal-Stabilitätsanalyse von hybriden AC/DC-Netzen mit hoher Durchdringung von erneuerbaren Energien

Ansprechpartner: Yonggang Zhang

Beschreibung
Das Projekt InterACDC zielt ab, potenzielle unerwünschte Wechselwirkungen zwischen wechselrichtergekoppelten Energieerzeugungsanlagen (EZA), Synchronmaschinen (SM), und Gleichstromübertragungssystemen (HGÜ) unter Berücksichtigung der bidirektionalen dynamischen AC-DC-Kopplung von HGÜ zu identifizieren, indem es:

1. ein vollständigeres Systemmodell erstellt,
2. die Anwendbarkeit bestehender Stabilitätsanalysemethoden für die Stabilitätsbewertung zukünftiger hybrider AC/DC-Netze untersucht,
3. die erforderlichen Verbesserungen an der vielversprechendsten Analysemethode entwickelt,
4. die Stabilitätsauswirkungen verschiedener HGÜ- und EZA-Regelungsverfahren untersucht, die in netzfolgende, netzbildende usw. eingeteilt werden können und
5. bidirektionale dynamische AC-DC-Kopplungsindikatoren entwickelt und ihre Auswirkungen auf die Stabilität analysiert. Die Analyseergebnisse werden durch Zeitbereichsstimulationen und Labortests validiert.

Interoperable Solutions Connecting Smart Homes, Buildings and Grids

Ansprechpartner: Zheng Liu

Beschreibung
Die Hauptziele des InterConnect-Projekts sind:

1. Entwicklung einer interoperablen Marktplatz-Toolbox, die von einer neuartigen IoT-Referenzarchitektur unterstützt wird, die die Verbindung zwischen verschiedenen digitalen Plattformen definiert und bestehende Standards und Ontologien wie SAREF aufeinander abstimmt, damit sich die verschiedenen Interessengruppen auf die Entwicklung innovativer Dienstleistungen in Richtung eines humanzentrierten Energie-Ökosystems konzentrieren können;
2. Durch groß angelegte Pilotprojekte die Implementierung eines digitalen Marktplatzes, der aus verschiedenen Plattformen besteht, zu demonstrieren und die Befriedigung der Bedürfnisse der Energienutzer mit kostengünstigen Lösungen zu demonstrieren, die es den verschiedenen Marktakteuren ermöglichen, ihren Wert zu schaffen und gleichzeitig ein hohes Maß an Cybersicherheit und Datenschutz zu gewährleisten.
3. Ko-Kreation unter Einbeziehung der Bürger zur Gestaltung von Energie- und Nicht-Energie-Dienstleistungen und -Anwendungen, die die aktive Beteiligung an neuen Geschäftsmodellen und dem Netzbetrieb fördern und gleichzeitig eine komfortable, effiziente, nachhaltige und gesündere Lebensumgebung gewährleisten.

Optimierung des koordinierten Ausbaus und Betriebs der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge und der Verteilungsnetze

Ansprechpartner: Denis Mende

Beschreibung
Ziel dieses Projektes ist die energie- und netzwirtschaftliche Optimierung der Ladeinfrastruktur für den Hochlauf der Elektromobilität. Dieses soll durch eine integrierte Analyse der vollständigen Wertschöpfungskette im Bereich der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge erreicht werden. Die verschiedenen Stakeholder sollen damit in die Lage versetzt werden, eine aufeinander abgestimmte gesamtwirtschaftlich betrachtet beste Lösung anzubieten, welche die Bedarfe und Interessen der Fahrzeugnutzer, Fahrzeug- und Ladeinfrastrukturhersteller sowie Netzbetreiber und Energieversorger optimiert bedient.
Das Hauptergebnis des Projektes ist die Beschreibung optimalen Technologiemix hinsichtlich Ladetechnik, IKT-Infrastruktur, Netzausbau und bedarfsgerechten Ladeinfrastrukturaufbau durch ganzheitliche Lade- und Netzbetriebsstrategien.
Die Ziele der Universität Kassel im Projekt sind die Konzeption, Entwicklung und Umsetzung eines Zustandsschätz- und Prognosemoduls für die Betriebsführung, sowie von einer probabilistischer Netzausbauplanung, von Netzen mit hohem Anteil an E-KFZ-Ladeinfrastruktur. Ein weiteres Ziel ist es, die strategische Netzplanung mit der operativen Netzplanung über Transformationspfade in Einklang zu bringen.

Generierung eines offenen meteorologischen Datensatzes mit zeitlich und räumlich hoher Auflösung für die Energiesystemanalyse und -wirtschaft

Ansprechpartner: Lukas Pauscher, Doron Callies, Jan Dobschinski

Beschreibung
In diversen Studien zur Analyse und Planung von Energiesystemen, Netzen, Erneuerbare-Energien-Anlagen, Betriebsführungsstrategien und Energiemärkten werden Wettermodelldaten als Eingang für Simulationsmodelle benötigt. Die eingesetzten Daten und ihre Genauigkeit haben somit einen direkten Einfluss auf die Ergebnisse, anschließende Maßnahmen und energiewirtschaftliche Entwicklungspfade. Oftmals werden verschiedene Wettermodelldaten und Verarbeitungsmethoden eingesetzt, was dazu führt, dass systemanalytische Ergebnisse nur bedingt interpretierbar, transparent, nachvollziehbar und untereinander vergleichbar sind. Zudem haben verschiedene Studien und Experteninterviews gezeigt, dass die aktuell eingesetzten Modelldaten aus Anwendersicht noch deutliche Schwachstellen aufweisen.
Das übergeordnete Ziel des Projektes umfasst die Erstellung eines neuen, anwenderfreundlichen, offenen, optimierten und hochaufgelösten meteorologischen Datensatzes für Deutschland sowie dessen Etablierung als meteorologischer Standarddatensatz innerhalb der Systemanalyse und Energiewirtschaft. Die Daten sollen 15-Jahres-Zeitreihen in einer Auflösung von 250 x 250 m umfassen und alle für die Systemanalyse relevanten Größen (Wind, Globalstrahlung, Temperatur usw.) beinhalten. Zusätzlich wird eine Bereitstellung von Informationen der zeitlichen und räumlichen Unsicherheit der meteorologischen Zeitreihen angestrebt.
Durch eine frühzeitige Nutzereinbindung wird die Entwicklung des Datensatzes entsprechend der Nutzeranforderungen sichergestellt. Für die technische Umsetzung werden neue Ansätze aus dem Bereich des Wettermodell-Reanalyse-Ensembles, aber auch die Anwendung von strömungsmechanischen, statistischen und Machine-Learning-Verfahren eingesetzt. Projektabschließend wird der neue Datensatz von erfahrenen Systemanalytikern evaluiert, um dessen Nutzen zu demonstrieren und ein Verständnis für die Sensitivität von systemanalytischen Fragestellungen hinsichtlich der Wetterdaten zu analysieren.

Modelltiefe in Verteilnetzen

Ansprechpartner: Pawel Lytaev

Beschreibung
In Verteilnetzstudien wird modellbasiert der Netzausbau- und Investitionsbedarf im Zuge des Umbaus des Energieversorgungsystems untersucht. Die in den vergangenen Jahren durchgeführten Studien unterscheiden sich deutlich hinsichtlich methodischer Herangehensweise und Komplexität der Analysen. Dabei steigt mit zunehmender Detaillierung der Aufwand für die Abbildung der Szenarien sowie der Netzmodellierung erheblich, sodass sich die Frage stellt, welche Modelltiefe tatsächlich erforderlich und sinnvoll ist, um belastbare Aussagen zum Netzausbaubedarf ableiten zu können. Diese Fragestellung soll im Rahmen von MotiV in verschiedenen für Netzstudien relevanten Bereichen untersucht werden. Dazu gehören beispielsweise die Detaillierung und Umfang von Netzmodellen, die zeitlich-räumliche Abbildung von Erzeugern, Verbrauchern und Speichersystemen einschließlich der unterschiedlich detaillierten Abbildung von Betriebsführung und Flexibilitäten im Rahmen einer zeitreihenbasierten Netzausbauplanung. Vor dem Hintergrund der in anderen Studien erhobenen umfassenden Datenbasis soll die oben beschriebene Fragestellung systematisch untersucht werden. Hier sollen sowohl Szenarien für Erzeugung und Verbrauch wie auch der Ausbaubedarf für eine hohe Anzahl an realen Netzen bestimmt und mit neu zu entwickelnden Methoden optimiert und effizienter gestaltet werden.

Netzregelung 2.0

Ansprechpartner: Nils Wiese

Beschreibung
Bislang sorgen vor allem die Synchrongeneratoren von Großkraftwerken dafür, dass die Anforderungen an Frequenz und Spannung im Stromnetz eingehalten werden. Mit der Energiewende werden die Kraftwerke jedoch mehr und mehr durch Erzeugungsanlagen ersetzt, die mit Stromrichtern an das elektrische Netz gekoppelt sind. Im Forschungsprojekt „Netzregelung 2.0“ untersuchen Forschungsinstitute, Hersteller, Netzbetreiber, das Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE, und weitere Partner jetzt, unter welchen Bedingungen auch bei einer sehr hohen Einspeisung durch Stromrichter ein sicherer und stabiler Netzbetrieb gewährleistet ist und insbesondere Stromrichter netzbildende Funktionen übernehmen können.

North Sea Offshore Network II

Ansprechpartner: Sebastian Stock

Beschreibung
NSON II adressiert zum einen die Abbildung von kurz- und langfristigen marktgetriebenen internationalen Entwicklungen und Integrationsmöglichkeiten der Offshore- Windenergie in marktbasierte Planungswerkzeuge. Zum anderen soll die (Weiter-) Entwicklung eines Optimierungswerkzeuges fokussiert werden, welches die für Offshore-Systeme wesentlichen technischen Randbedingungen und Konzepte für eine optimierte Netzplanung und -führung abbildet und berücksichtigt. Hierdurch sollen insbesondere die Weiterentwicklung bestehender und in naher Zukunft zu konzipierender Anbindungssysteme vor dem Hintergrund eines langfristig gekoppelten und vermaschten Offshore-Systems adressiert und darauf aufbauend sinnvolle Handlungsoptionen aufgezeigt werden. Neben Planungsentscheidungen unter Unsicherheit besteht eine wesentliche Neuerung in der zeitgleichen Berücksichtigung zunehmend relevanterer Wechselwirkungen zwischen den Energiesektoren. Daneben sollen im Projekt entwickelte Regelungskonzepte in einer Betriebsführungsoptimierung abgebildet und in die Systemführung einbezogen werden. Schwerpunkt liegt hier in der Abbildung eines drehstromseitig vermaschten Parallelbetriebs unterschiedlicher Umrichter-Technologien (LCC, VSC), der zahlreiche neue Freiheitsgrade ermöglicht.

Development and Demonstration of a Sustainable Open Access AU-EU Ecosystem for Energy System Modelling

Ansprechpartner: Maximilian Kleebauer, Jan Dobschinski

Beschreibung
Das übergeordnete Ziel des "OASES" Projekts ist die Entwicklung und Demonstration eines nachhaltigen AU-EU-Ökosystems für die Modellierung von Energiesystemen auf der Grundlage von Open-Source-Software und frei zugänglichen Daten. Das Projekt wird benutzerfreundliche Modellierungsabläufe für verschiedene räumliche Maßstäbe entwickeln. Die Arbeitsabläufe werden die im Projekt entwickelten EE-Daten sowie Daten und Werkzeuge aus anderen etablierten Vorhaben (z. B. die Initiative PyPSA meets Africa") nutzen. Die Arbeitsabläufe werden in sechs energiewirtschaftlichen Fallstudien mit unterschiedlichem Umfang demonstriert, die mit dem Code, den Daten, den Tutorials und der Dokumentation des Projekts repliziert werden können. Auf diese Weise ermöglicht das Projekt lokalen Akteuren, die für ihre Bedürfnisse relevanten Analysen von Energiesystemen zu erlernen und selbstständig durchzuführen.
Das Fachgebiet e2n der Universität Kassel werden frei zugängliche Tools entwickeln, um (1) bereits installierte Windenergie- und Photovoltaik-(PV)-Anlagen mithilfe von Satellitenbildern, digitalen Orthofotos und Machine-Learning-Ansätzen zu erkennen und (2) um die Ressourcenbewertung, die räumliche Verteilung neuer Wind- und PV-Anlagen und die Erstellung von Zeitreihen zu unterstützen.

PV-Eigenstrom als effizientes, nachhaltiges und robustes Element des zukünftigen Energiesystems

Ansprechpartner: Lars Lauven

Beschreibung
Das Projekt "OwnPV-Outlook - PV-Eigenstrom als effizientes, nachhaltiges und robustes Element des zukünftigen Energiesystems" soll die Einbindung und Entwicklung von PV-Eigenstromsystemen in das zukünftige Energiesystem untersuchen und bewerten. Das Projekt dient als Evaluation der möglichen und wahrscheinlichen Ausgestaltung der zukünftigen Rahmenbedingungen, des wirtschaftlich nutzbaren Potenzials und den Auswirkungen von PV-Eigenstromsystemen unter Beachtung der aktuellen politischen Diskussion. Ziel ist es, diese Bandbreite einzugrenzen durch Ermittlung einer energetisch und ökonomisch effizienten und damit nachhaltigen Einbindung von PV-Eigenstrom in das Energiesystem unter Berücksichtigung der technologischen Innovationskraft in den verschiedensten PV-Anwendungsfällen.

Demonstrationsprojekt Redispatch und Vermarktung nicht genutzter Flexibilitäten von Kleinstanlagen hinter intelligenten Messsystemen

Ansprechpartner: Nils Bornhorst

Beschreibung
Das Projekt „Redispatch 3.0“ soll die Integration von Anlagen aus der Niederspannung sowie die Zusammenarbeit und den Informationsaustausch zwischen VNB und mit ÜNB verbessern und den Redispatch 2.0 weiterentwickeln. Ziele sind höhere Anteile erneuerbarer Energien durch eine höhere Auslastung in den Stromnetzen, Senken von Betriebs- und Investitionskosten bei VNB sowie die Förderung netzdienlicher Beiträge dezentraler Anlagen, insbesondere in der Bereitstellung von Systemdienstleistungen. Dazu gehört auch die Erforschung von echtzeitfähigen und resilienten Digitalisierungskonzepten als Voraussetzung für reaktive Netzführung. In dem Rahmen des Teilprojekts entwickelt das Fachgebiet Energiemanagement und Betrieb elektrischer Netze (e2n) der Universität Kassel für die reaktive Netzbetriebsführung in Echtzeit geeignete Optimierungswerkzeuge. Diese sollen zum Einsatz kommen, wenn ein Engpass aufgrund von Prognoseunsicherheiten noch nicht von der Betriebsplanung präventiv behoben werden konnte. Dafür müssen für jede Spannungsebene jeweils geeignete Optimierungsalgorithmen entwickelt werden, wobei der Schwerpunkt auf der Nieder- und Mittelspannungsebene liegen soll. Die Optimierungen auf den einzelnen Spannungsebenen sind effizient spannungsebenenübergreifend zu koordinieren mit möglichst geringem Datenaustausch zwischen den Spannungsebenen.

Resilienz in verteilten, multimodalen und IKT-basierten Energiesystemen

Ansprechpartner: Nils Bornhorst

Beschreibung
Ziel des Vorhabens ist die Analyse und Verbesserung der Robustheit (=Resilienz) des verteilten, multimodalen und intelligenten Energiesystems. Betrachtungsfokus ist das elektrische Energiesystem, das in seinem Betrieb stark von Informations- und Kommunikationslösungen abhängt und das mit dem Gas- und Wärmeversorgungsnetz gekoppelt ist. Die Modellierung dieses komplexen Systems muss möglichst effizient umgesetzt werden, indem nur die besonders relevanten Aspekte der Resilienz berücksichtigt werden. Dies ist notwendig, damit die Computergestützten Simulationen mit ihrer hohen Rechenkomplexität durchgeführt werden können. Deshalb schlagen wir folgende methodische Ansätze vor: Beschreibung der Subsysteme und Verbindungsglieder als Services, Abstrahierung in "stoachastic activity networks", Modellierung als interoperable Agenten, sowie der Einsatz von Mehrebenenoptimierung zur analytischen Identifikation von Resilienz-relevanten Modellierungsparametern sowie von Herausforderungen.

Robuste Planung der Übertragungsnetze

Ansprechpartner: Sebastian Stock

Beschreibung
Zu den Zielen des Projektes RobustPlan zählen zu einen, Rückkopplungen zwischen regionaler Erzeugung, Energiemärkten und Netz iterativ bewerten zu können. Dies umfasst auch Rückkopplungen zwischen dem Einsatz von Flexibilitäten am Strommarkt und deren Opportunitätskosten. Die Modellierung betrieblicher Maßnahmen zur Berücksichtigung dieser Freiheitsgrade in der Netzausbauplanung stellt ein weiteres Kernziel des Projektes dar. Bestehende Ansätze zum Einsatz maschinellen Lernens sollen dafür weiterentwickelt und mit den Inputs der Partner zusammengebracht werden. Auch im Bereich der netzplanerischen Freiheitsgrade sollen bestehende Ansätze erweitert und in das im Rahmen von RobustPlan entstehende Optimierungsframework integriert werden. Um den Anlageneinsatz und Netzbetrieb optimal aufeinander abzustimmen, sollen standardisierte Schnittstellen entstehen, die eine kombinierte Optimierung ermöglichen. Die gekoppelte Markt- und Netzsimulation soll außerdem für verschiedenen Szenarien und den Abgleich von Ergebnissen mit öffentlich verfügbaren Daten geeignet sein.

Increase the Synergy among different ENERGY NETworkS

Ansprechpartner: Lars Lauven

Beschreibung
SENERGY NETS zielt darauf ab, die technische und wirtschaftliche Fähigkeit von Multi-Energie-Systemen zur Dekarbonisierung der Sektoren Wärme und Kälte, Strom und Gas durch lokal erzeugte erneuerbare Energiequellen sowie die Sektorintegration zu demonstrieren, indem es sich vor allem auf vielversprechende Infrastruktur- und Geschäftsmodelle konzentriert.
Zu diesem Zweck wird SENERGY NETS eine Reihe von Instrumenten und Plattformen (bis TRL7/8) entwickeln, die darauf abzielen, die Planung von Fernwärme und Fernkälte sowie von Verteilnetzen unter Berücksichtigung der Sektorkopplung zu optimieren und die Bereitstellung von Flexibilitätsdiensten für Verteiler- und Übertragungsnetzbetreiber zu ermöglichen.
Diese Lösungen werden an drei Pilotstandorten in Mailand (IT), Ljubljana (SI) und Paris (FR) implementiert und ihre Replizierbarkeit in zwei weiteren realen Fallstudien getestet, die alternative klimatische, wirtschaftliche und geografische Bedingungen in Västerås (SW) und Cordoba (ES) vorstellen.
Die SENERGY NETS-Lösungen werden an die Hauptakteure in den verschiedenen Phasen der Projektentwicklung mit Sektorkopplung angepasst: Langfristige Planung, Design und Simulation, Betriebsplanung, Valorisierung, Bewertung und Replikation.
Das Projekt wird den Nutzen durch eine konsolidierte Methodik bewerten, die entwickelt wurde, um den Gesamtwert der Sektorintegration auf der Grundlage der aktuellen Wirtschafts-, Regulierungs- und Marktregeln abzuschätzen und die Auswirkungen auf das europäische Stromsystem zu bewerten.
SENERGY NETS stützt sich auf ein starkes transdisziplinäres Konsortium aus 17 Organisationen in sieben europäischen Ländern, an denen renommierte Experten von Behörden, Infrastrukturanbietern, Forschungseinrichtungen, Unternehmern und Verbraucherverbänden beteiligt sind.
Insgesamt werden sie das notwendige Wissen, die Expertise und die Kapazitäten bereitstellen, um die entwickelten Instrumente und Dienstleistungen zu demonstrieren und zu bewerten, die die Integration von Multi-Energie-Systemen ermöglichen, um dem Stromsystem Flexibilität zu verleihen und letztendlich die Dekarbonisierung des Energiesystems zu ermöglichen.

Spannungskoordination unter Nutzung von Blindleistung zwischen Netzbetreibern Digital - Optimierung des Redispatch 2.0 Verfahrens unter Nutzung von Blindleistung aus Erzeugungsanlagen im Verteilnetz

Ansprechpartner: Sebastian Wende-von Berg

Beschreibung
Ziel der Universität Kassel Fachgebiete e2n ist es ein KI-OPF zu entwickeln, welcher die Flexibilitätsbestimmung mit Berücksichtigung von Unsicherheiten aus Prognosen/Fahrplänen, Anlagen mit lokaler Q-Regelung, regulatorischer/netztechnischer Bedingungen wie z.B. N-1 Netzsicherheit, Schutzkonfigurationen und ggf. Kosten von Q-Beschaffungsprozessen realisieren kann. Der OPF soll in der Lage sein, den Q-Flexibilitätsbereich seitens VNB zu bestimmen als auch bei Q-Bedarf an den Netzverknüpfungspunkten die Q-Vorgaben sowie die Kennlinien Parameter für einzelnen Anlage bzw. Netzcluster zu bestimmen.  Die Unsicherheit aus day-ahead/kurzfristigen Prognosen und Messungen wird durch einer zu entwickelnder KI-basierten Methode bewertet werden und wird mit dem KI-OPF gekoppelt. Die Funktionalität der entwickelten Methode wird ferner in Simulation und Feldtest-Kontext zu verifizieren und in den Onlinebetrieb der Flexibilitätsplattform zu bringen sein.

Steigerung von Qualität und Effizienz bei der Ertragsabschätzung für Windparks

Ansprechpartner: Doron Callies, Dehong Yuan

Beschreibung
Zur Erreichung der von der neuen Bundesregierung gesteckten Ausbauziele in der Windenergie ist die Erschließung einer Vielzahl neuer Flächen für Windparks in kurzer Zeit erforderlich. Grundlage für die Windparkplanung an einem neuen Standort ist die Abschätzung der zu erwartenden Energieerträge sowie die Auswahl geeigneter Windenergieanlagen. Derzeit ist die Ertragsabschätzung mit hohen Unsicherheiten behaftet. Zudem ist sie insbesondere aufgrund der aktuell erforderlichen, einjährigen Windmessung zeit- und kostenintensiv. Ziel des Projektes ist es deshalb, durch Verbesserungen entlang der gesamten Prozesskette qualitativ bessere Ertragsabschätzungen in kürzerer Zeit und zu deutlich geringeren Kosten zu ermöglichen. Für die Zielerreichung werden Verfahren entwickelt, die eine bessere Datengrundlage (z. B. Reanalysen, Rauhigkeitsdaten) für die Windbranche liefern. Darüber hinaus werden an verschiedenen Stellen innovative Verfahren aus dem Bereich der Data Science wie maschinelles Lernen oder Modellensembles verwendet, um eine genaue Abschätzung der Energieerträge in kürzerer Zeit zu ermöglichen. Das Zusammenführen der verschiedenen Verfahren und Daten zu einem Gesamtprozess ermöglicht neben der Qualitätssteigerung einen hohen Grad an Automatisierung von Ertragsgutachten. Letztendlich schafft das Projekt damit die Grundlage für eine Senkung der Projektrisiken für Planer und Projektierer. Darüber hinaus können die entwickelten Verfahren auch für genauere regionale Potenzialabschätzungen verwendet werden und so einen Beitrag zur besseren Planung des Windenergieausbaus leisten. Die Universität Kassel fokussiert sich im Rahmen ihrer Forschungsarbeiten auf die Entwicklung von Verfahren zur Langzeitkorrektur von Kurzzeitwindmessungen mittels Methoden von künstlicher Intelligenz und die verbesserte Abschätzung der Designwindbedingungen.

Systemanalyse zu Transportlösungen für grünen Wasserstoff

Ansprechpartner: Jolando Kisse

Beschreibung
Das BMBF-Leitprojekt TransHyDE verfolgt das gemeinsame, übergeordnete Ziel, konsistente modellbasierte Beschreibungen möglicher Wasserstofftransport-Entwicklungsperspektiven mit Hilfe von Szenarien abzubilden. Hierzu werden zwei komplementäre Ansätze verfolgt: Ein Stakeholder-getriebener Ansatz und ein unabhängiger systemischen Ansatz, der die Infrastrukturentwicklung mit Schwerpunkt auf grünen Wasserstoff aus dem Ansatz einer volkswirtschaftlichen Kostenminimierung betrachtet.
Die Arbeiten des Fachgebiets e²n konzentrieren sich auf die Analyse von systemischen Wechselwirkungen zwischen der Wasserstoff- und Stromnetzinfrastruktur. Insbesondere die Infrastrukturrückwirkungen von Elektrolyseurstandorten werden eingehend mit verschiedenen Optimierungsmodellen untersucht.