OMZES - Optimaler Energiefluss in multimodalen zellularen Energiesystemen unter Berücksichtigung von Resilienzanforderungen
Projektbeschreibung
Im Rahmen der Energiewende muss trotz der Erhöhung der betrieblichen Komplexität der Energiesysteme ein hohes Maß an Versorgungssicherheit und Zuverlässigkeit gewährleistet werden. Die Energiesysteme müssen in der Lage sein, auf die dynamischen Versorgungsänderungen zu reagieren, die durch den Zuwachs an neuen Lasten und Erzeugern verstärkt werden. Ist dies nicht gewährleistet, kann es zu Frequenzabweichungen kommen, die im schlimmsten Fall zu großflächigen Stromausfällen führen können.
Das Konzept einer zellularen Netzstruktur sieht eine sektorenübergreifende Verknüpfung der Energieversorgungssysteme in hierarchisch strukturierte Energiezellen vor. Ein Energieausgleich erfolgt so direkt über benachbarte Zellen innerhalb eines Sektors oder auch über Sektorengrenzen hinaus (z.B. über Elektrizität, Wärme und Gas). Aufgrund der unterschiedlichen Zeitkonstanten, Speichermöglichkeiten und der Vielzahl von Energiequellen und Transformationspfaden bieten multimodale zellulare Energiestrukturen (MZES) ein großes Potenzial zur Erhöhung der Resilienz und damit der Versorgungssicherheit. Darüber hinaus könnten dezentrale, sektorenübergreifende Strukturen im Falle eines großflächigen Blackouts die Energieversorgung teilweise lokal wiederherstellen.
Um den wirtschaftlichen Betrieb und die Resilienz von MZES zu beurteilen und steuern zu können, werden diese im Rahmen des Forschungsprojekt OMZES auf Basis einer optimalen Multi-Energieflussanalyse untersucht. Zuerst wird dazu eine messbare Definition der Resilienz von MZES im Rahmen des Projekts abgeleitet. Anschließend werden repräsentative MZES mit einem dafür entwickelten Flussalgorithmus simuliert und verschiedene Szenarien für Erzeugung und Last sowie Fehlerfälle betrachtet und bewertet. Abschließend werden die relevanten Einflussfaktoren auf die Resilienz sowie die Auswirkungen auf die Ausfallsicherheit bewertet.
Projektförderung
Der Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik der Bergischen Universität Wuppertal wird im Rahmen des Projekts mit ca. 290.000 € durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft gefördert.
