Hochverfügbarer Verteilungsnetzbetrieb bei Störung der IKT-Infrastruktur im Smart Grid

Das Projekt im Detail

Problemstellung und Motivation

Die Verteilungsnetze der Zukunft zeichnen sich durch eine hohe Anzahl von erneuerbaren Energieanlagen und weiteren dezentralen Netzteilnehmern wie Elektrofahrzeugen, Speichern und regelbaren Lasten aus. Auch eine Vielzahl neuer Akteure wie beispielsweise Betreiber virtueller Kraftwerke oder auch Smart Meter Gateway Administratoren bilden vielfältige Schnittstellen zu diesem feingranularen Systemaufbau. Damit einher geht eine zunehmende Vernetzung mittels Informations- und Kommunikationstechnik (IKT).

Neben dem traditionellen Ziel der Versorgungssicherheit gewinnt der Aspekt der informationstechnischen Sicherheit folglich zunehmend an Bedeutung.

Das DLR-Institut für vernetzte Energiesysteme sowie das Institut für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen (elenia) arbeiten daher an einem gemeinsamen Forschungsprojekt, das die Stabilität der Verteilungsnetze unter verschiedenen Szenarien von gestörten IKT-Infrastruktur modelliert und bewertet sowie hierbei auch das Risiko der IT im Smart Grid analysiert.

Inhalt und Ziele des Projekts

Das erste Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Implementierung eines Fall-Back-Modus der an das Verteilungsnetz angeschlossenen Ausrüstung, die einen möglichst hochverfügbar Betrieb bei einem Kommunikationsausfall ermöglicht. Der Fokus liegt auf der Identifizierung der relevanten Akteure und auf der Validierung des Modells durch Simulationen und im Labor. 

Ein weiteres Ziel dieses Projektes ist es das Risiko von bestimmten Fehler in der Kommunikation zu identifizieren und zu analysieren. Hierzu gilt es unter anderem, die Fehlerausbreitung durch geeignete Gegenmaßnahmen zu vermeiden.

Ausgehend von den Ergebnissen werden Handlungsempfehlungen für verschiedene Stakeholder aus Politik, Wissenschaft und Wirtschaft abgeleitet werden. Für die benannten Empfehlungen wird eine ökonomische und technische Umsetzbarkeit geprüft und auch eine volkswirtschaftliche Bewertung zu den Auswirkungen der Maßnahmen angestrebt.

Arbeitsplan

AP1: Definition von Anwendungsfällen und Aufbau von Funktionsmodellen.

AP2: Risikoanalyse von kritischen Netzzuständen im Smart Grid und Aufbau einer Simulationsumgebung.

AP3: Ableitung von Maßnahmen zur Fehlereingrenzung auf Anlagenebene.

AP4: Simulationen von Szenarien und Design eines robusten Microgrids auf Stadtebene mit simuliertem IKT Ausfall.

AP5: Einfluss von IKT-Störungen im Verteilungsnetz auf das Übertragungsnetz.

AP6: Laborvalidierung relevanter Simulationsergebnisse

AP7: Erstellung von Handlungsempfehlungen für Politik, FNN und Netzbetreiber

 

Eckdaten des Projekts

  •    Projektstart: 01.10.2018
  •    Projektlaufzeit: 3 Jahre
  •    Förderkennzeichen: 0350039
  •    Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
  •    Projektträger: Projektträger Jülich - Forschungszentrum Jülich GmbH (PTJ)