Forschungsbereich Digitale Energie

Forschungsbereich Digitale Energie

Ausgangspunkt der Forschungsarbeiten der Arbeitsgruppe zum Schwerpunkt Digitale Energie 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.Workbench“ 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.

Disego: Kritische Komponenten für den verteilten und sicheren Netzbetrieb

Die Elektrifizierung des Mobilitäts- und Wärmesektors und die starke Zunahme der EEG-Einspeisung durch Photovoltaik Anlagen stellt eine Herausforderung für Verteilnetzbetreiber dar, da die elektrischen Verteilnetze nicht für die zu erwartenden Lastzuwächse ausgelegt sind. Deswegen ist eine intelligente Netzautomatisierung erforderlich, um in zukünftigen Szenarien weiterhin eine hohe Versorgungsqualität zu gewährleisten, bei gleichzeitiger Minimierung des Netzausbaus durch optimale Netzausbaustrategien. Deshalb hat sich im Projekt Disego ein interdisziplinäres Konsortium aus Forschung und Wirtschaft zusammengefunden, um gemeinsam eine Plattform für ein Energie-Internet-of-Things (eIoT) zu entwickeln und Praxisnah zu erproben.

Projektseite Disego

FlexAqua: Sektorenübergreifende Aktivierung von Flexibilitätspotentialen in der Abwasserwirtschaft mittels Machine Learning

Das Ziel dieses Forschungsprojekts ist die Identifikation und Nutzbarmachung von Flexibilitätspotentialen in einem kommunalen Großkraftwerk. Zur Prognose relevanter Eingangsgrößen und zum Erlernen, Anpassen und Verbessern von Anlagenmodellen sollen dabei moderne Machine Learning Verfahren zum Einsatz kommen. Auf dieser Grundlage soll darüber hinaus ein Labormuster eines Assistenzsystems zur Energieeinsatzplanung entwickelt und im Kontext der vorhandenen realen Anlage erprobt werden.

Projektseite FlexAqua

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