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Projekt
Dezentrale Koordinierung von Leistungsflussreglern zur Erhöhung der Übertragungskapazität und -sicherheit
Antragsteller
Dr.-Ing. Ulf Häger; Professor Dr.-Ing. Christian Wietfeld
Fachliche Zuordnung
Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
Förderung
Förderung von 2011 bis 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 167470000
In Folge verstärkter Nutzung von erneuerbaren Energiequellen (EE) und Lastmanagement werden in zukünftigen Energiesystemen die Bereitstellung und Abnahme von Wirk- und Blindleistung zu-nehmend volatil und schwierig prognostizierbar. Um trotz schnell veränderlicher Einspeise-Last-Konfigurationen einen sicheren und effizienten Netzbetrieb zu gewährleisten, werden adaptive, echtzeitfähige Verfahren zur Sicherstellung der Systemstabilität benötigt. Aufbauend auf der Erforschung eines Multiagentensystems (MAS) zur Echtzeitkoordination von Leistungsflussreglern in der ersten Phase der Forschergruppe, wird in den folgenden drei Jahren ein integriertes, agenten-basiertes Verfahren für die Spannungsregelung und Leistungsflussregelung konzipiert und realisiert. Basierend auf lokalen Messwerten und Inter-Agentenkommunikation auf Ebene der Schaltanlagen sollen Regelungseingriffe in die Wirk- und Blindleistungsbilanz an Knoten des Höchstspannungsnetzes sowie auf leistungsflussregelnde Betriebsmittel (u.a. Hochspannungsgleichstrom-übertragung (HGÜ)) koordiniert werden. Die Koordination erfolgt derart, dass einem drohendem Verlust der Spannungsstabilität und Ausfällen von Betriebsmitteln in Folge von Überlastungen entgegengewirkt wird. Hierfür müssen neue Algorithmen erforscht werden, die eine verteilte Bewertung des Netzzustandes in Hinblick auf Spannungsstabilität und Bestimmung des Einflusses möglicher Regelaktionen ermöglichen. Hierbei wird insbesondere eine Stabilitätsbewertung mittels minimaler Singulärwerte untersucht. Da die Umsetzung der vom MAS identifizierten Regelungseingriffe zukünftig vermehrt aus dem Verteilnetz als Systemdienstleistung erfolgen wird, besteht eine enge Verknüpfung des MAS mit dem in TP 7 entworfenen Modell aktiver Verteilnetze. Die Evaluation des Koordinierungsverfahrens erfolgt mittels der Simulationsplattform INSPIRE (TP 1) und Hardware-in-the-Loop-Simulationen, worin die Softwareagenten auf der virtualisierten Ausführungsplattform des TP 6 ausgeführt werden. Eine wichtige Voraussetzung zur Realisierung des MAS ist darüber hinaus ein fortlaufender Austausch der Agenten, um aktuelle Informationen über den Zustand des Netzes zu erhalten sowie Regelungsentscheidungen koordinieren zu können. Aus diesem Grund stellen Untersuchung und Entwurf verbesserter Ansätze für die Agentenkommunikation einen weiteren Forschungsschwerpunkt von TP 3 dar. Mit dem Ziel ressourceneffizienter, fehlertoleranter und flexibler Kommunikation werden dem bisherigen Ansatz zwei neue Lösungsansätze - Peer-to-Peer-Kommunikation so-wie Software-defined Networking (SDN)-basierte Kommunikation - vergleichend gegenübergestellt. Hierbei bestehen Anknüpfungspunkte an Untersuchungen, die in TP 6 durchgeführt werden. Für die Validierung der algorithmischen Lösung zusammen mit den kommunikationstechnischen Prozessen ist eine enge Zusammenarbeit mit dem TP 1 für umfassende Untersuchungen mit dem Hybridsimulator unerlässlich.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
