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Projekt
Entwicklung neuartiger Regelstrukturen und reduzierte Ersatzmodelle für hybride und multimodale Weitbereich-Energiesysteme
Antragstellerin
Professorin Dr.-Ing. Johanna M.A. Myrzik
Fachliche Zuordnung
Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
Förderung
Förderung von 2017 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 360248793
Das Ziel der deutschen beziehungsweise europäischen Energiepolitik ist eine zu 80% aus erneuerbaren Energien bestehende elektrische Energieversorgung in 2050. Zur Erreichung müssen einerseits das gesamte Energiesystem umstrukturiert, und andererseits neuartige Regelungsstrategien entwickelt werden. Die Ziele dieses Projektes sind (i) der Entwurf einer neuartigen Systemstruktur unter Berücksichtigung der aktuellen Energiesysteminfrastrukturen durch die Einführung einer sogenannten Smart Power Cell (SPC), das eine Koordination zahlreicher flexibler Lasten, multimodaler Schnittstellen und verteilter Erzeuger ermöglicht, (ii) die Entwicklung von Regelungsstrategien für eine koordinierte Interaktion eines SPC mit dem Übertragungsnetz, weiteren Smart Power Cells sowie Gas- und Fernwärmenetzen, und zuletzt (iii) die Entwicklung einer Methodik für die Ableitung von reduzierten dynamischen Ersatzmodellen zur Abbildung des dynamischen Verhaltens einer Smart Power Cell, basierend auf Verfahren zur Identifikation hybrider dynamischer Systeme. Das übergeordnete Ziel ist es, eine ganzheitliche Systemuntersuchung eines zukünftigen umfassenden, hybriden und multimodalen Energiesystems zu ermöglichen, welches maßgeblich durch Leistungselektronik gestützt ist.Das Arbeitsprogramm umfasst sechs übergeordnete Arbeitspakete. In WP1 wird der heutige Stand der Forschung im Bereich der Modulierungs- und Simulationsmethoden ausgewertet und mit den eigenen Vorarbeiten abgeglichen und umgesetzt. In WP2 werden die Komponenten der SPC modelliert und einzeln durch Simulationen im Zeitbereich getestet. Die entwickelten Modelle werden in WP3 zu einem detaillierten Modell integriert. Ebenfalls wird das Regelkonzept für die SPC entworfen und getestet. Die Analyse des dynamischen Verhaltens der SPC erfolgt im WP4. Dabei steht vor allem die Analyse von Sprungantworten aus veränderlichen physikalischen Eingangssignalen (z.B. Einstrahlung, Windgeschwindigkeit) und sich ändernden Sollwerten im Vordergrund. In WP5 werden mit Hilfe von Identifikationsmethoden für hybride dynamische Systeme neue reduzierte dynamische Ersatzmodelle entwickelt. Diese dienen zur Simulation eines komplexen auf leistungselektronischen Komponenten basierenden hybriden und multimodalen Energiesystems im Zeitbereich. WP6 beinhaltet die fortlaufende Dokumentation der Forschungsergebnisse und ihrer Publikation in den einschlägigen Zeitschriften und auf internationalen Konferenzen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
