Wie sich BHKWs, Wärmepumpen, Batterien oder Ladestationen auf die Netzstabilität auswirken und in einem Smart Grid miteinander kommunizieren, das kann das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ab sofort in seinem neuen Labor testen. Mitte Juli hat das Institut sein Digital Grid Lab in Betrieb genommen. Hier können die Wissenschaftler die Komponenten, Netzregelungskonzepte und Betriebsführungsstrategien erproben, die in Zukunft nötig sind, um die Millionen kleine Einspeiseanlagen und Speicher, neue Verbraucher und Akteure auf den unteren Netzebenen so zu managen, dass die Stromversorgung jederzeit zuverlässig funktioniert.
„Die Integration sowohl zentraler als auch fluktuierender dezentraler Systeme und der Erhalt der Netzstabilität sind eine große Herausforderung für die Netzbetreiber. Mit dem Digital Grid Lab erweitert das Fraunhofer ISE seine Kompetenzen im Bereich Netzsimulation und kann das Netz und die Kommunikation darin in Echtzeit betrachten“, erklärt Prof. Christof Wittwer, Bereichsleiter Leistungselektronik, Netze und intelligente Systeme am Fraunhofer ISE.
Hardware-in-the-Loop Simulationen in Echtzeit
Herzstücke des neuen Labors sind sechs leistungsstarke Hardware-in-the-Loop (HIL)- Computer: Sie ermöglichen es, Stromnetze mit bis zu 2.000 Knoten im Modell nachzubilden und in zeitlich hoher Auflösung in ihrem Verhalten zu testen. Für Geräte oder Anlagen an Netzknotenpunkten, aber auch für autarke Micro-Grids, smarte Quartiere und Verteilnetze können so selbst kritische Netzsituationen simuliert werden, ohne das echte Stromnetz zu gefährden. Mit acht flexibel schaltbaren Leistungsverstärkern mit einer Gesamtleistung von 800 kVA können die Wissenschaftler einem Prüfling eine simulierte Netzsituation aufprägen oder Batterien und Erzeuger (z.B. Photovoltaik-Anlagen) in Hardware nachbilden. Das funktioniert sowohl in AC- als auch DC-Netzen.
Zur Ausstattung des Digital Grid Labs gehört eine Leitwarte, in der neuartige Regelungsalgorithmen und Betriebsstrategien für Smart Grids unter dem Einsatz von Methoden der künstlichen Intelligenz erprobt werden. Der Hardware-in-the-Loop-Rechner nimmt hier die Rolle eines digitalen Zwillings ein und modelliert für die Leitwarte ein Stromnetz inklusive dessen Kommunikation.
Das Frauenhofer ISE bietet eine virtuelle Tour durch das Digital Grid Lab mit Audiokommentaren und Informationen zu Testequipment und -möglichkeiten an.
Möchten Sie über neue Interviews, Best-Practice-Beispiele und Branchenneuigkeiten informiert werden? Dann melden Sie sich für den EM-Power-Newsletter an!