Labor-Infrastruktur zur Entwicklung innovativer Netztechnologien
In den Netztechnologie-Laboren des Instituts werden technische Voraussetzungen eines kosteneffizienten Netzaufbaus identifiziert und entsprechende Lösungen entwickelt.
Die Stromnetze verändern sich derzeit grundlegend durch den Anschluss immer weiterer Teilnehmer auf Erzeuger- und Abnehmerseite im Übergang zu einem klimaneutralen Stromsystem. Sie werden zu intelligent gesteuerten Smart Grids, in denen die Teilnehmer untereinander und mit zentralen Leit- und Managementsystemen wie einem Smart Grid Operator kommunizieren, um einen effizienten und stabilen Netzbetrieb zu gewährleisten.
Die Forschungsgruppe Netztechnologie bildet dieses komplexe Zusammenspiel zwischen steuernden, regelbaren und nichtregelbaren Netzteilnehmern in unseren Laboren ab, um seine Funktionsweise auf Soft- und Hardwareebene zu verstehen und zu optimieren. Zudem werden technische Voraussetzungen einer kosteneffizienten Netzintegration identifiziert und entsprechende Lösungen entwickelt. Dazu simuliert die Gruppe unter anderem das Verhalten von umrichterbasierten Einzelkomponenten und Systemen (beispielsweise Ladesäulen, Wärmepumpen, Batteriespeichersystemen oder PV-Anlagen) und entwickelt und erprobt neue Methoden zu deren Steuerung. Neue Regelungs- und Managementansätze – sowohl für Einzelkomponenten als auch im Netzverbund – werden mit Hilfe von Echtzeitrechnern und Hardware-in-the-Loop Systemen erforscht, die das Verhalten dieser Systeme unter realitätsnahen Bedingungen im institutseigenen Emulations-Netzlabor DLR_NESTEC nachbilden.
In Kooperationsprojekten unterstützt die Gruppe die Industrie bei der Entwicklung, Optimierung und Erprobung neuer Hardware- und Softwarelösungen mit Labor- und Felduntersuchungen. Die Arbeiten in diesen Projekten beschäftigen sich zum Beispiel mit der Entwicklung eines Regelungskonzepts für eine dezentrale, gleichstrombasierte und auf alternativen Energieträgern basierende Energieversorgung für lokale Verteilnetzareale. Weitere aktuelle Forschungsthemen sind die Erforschung neuer KI-basierter Analysemethoden für PV-Großanlagen, mit denen Fehler und kritische Zustände in PV-Systemen frühzeitig erkannt werden oder die Entwicklung einer neuen Generation von kompakten Gleichstromschaltern unter Nutzung faserkeramischer Kontaktmaterialien.
In internen Projekten wird unter anderem untersucht, wie die nächste Generation von Umrichtern mit Hilfe moderner KI-Methoden den Netzzustand intelligent bewerten kann um daraus optimale Regelungs- und Betriebsführungsmaßnahmen ableiten zu können. In Kombination mit allen für einen intelligenten Netzbetrieb notwendigen Komponenten wie zum Beispiel Smart Meter und modernen Leitsystemen erforscht und entwickelt die Gruppe neue Regelungsstrategien für unsere zukünftigen Verteilnetze.
