Durch die Implementierung von Smart Grids reduziert sich der Netzausbau. Allerdings fallen große Mengen an Daten an, die zu erfassen, zu verarbeiten, sicher weiterzuleiten und zu nutzen sind. Bei dieser neuen Aufgabe im Niederspannungsnetz setzt das Projekt SGLive an. Im Smart Grid Live dreht es sich drei Jahre um die Digitalisierung der Verteilnetze. Das neue Projekt wird vom Land Hessen mit rund einer Million Euro aus EU-Mitteln kofinanziert und vereint die Expertise von drei Partnern: der Hochschule Darmstadt (Projektleitung), dem Ingenieurbüro Pfeffer sowie dem House of Energy.
Aufbauend auf dem Vorgängerprojekt „Smart Grid LAB Hessen“ wird das bestehende Labor von der Hochschule Darmstadt um aktive und sichere Steuerungsverfahren sowie resiliente Betriebskonzepte erweitert. Ein besonderer Fokus liegt auf der Entwicklung einer Cyber-Sicherheitsarchitektur durch den Fachbereich Informatik der Hochschule Darmstadt. Diese basiert auf innovativen Methoden zur Angriffserkennung und Langzeitsicherheit, wie etwa Kryptoagilität. Die Konzepte und Methoden werden anschließend im Labor implementiert und evaluiert.
Das Ingenieurbüro Pfeffer entwickelt darauf basierend ein Geschäftsmodell zur ganzheitlichen Digitalisierung von Ortsnetzstationen, um die Visualisierung und Steuerung des Verteilnetzes zu ermöglichen. Ein Projektbeirat mit Vertretern von Verteilnetzbetreibern, Bundesnetzagentur, VDE, BDEW sowie Unternehmen aus den Bereichen Digitalisierung und IT-Sicherheit, den das House of Energy ins Leben ruft und betreut, stellt den Praxisbezug und die spätere Umsetzbarkeit sicher.
Ziel des Projekts: Ein umfassendes Konzept zur Transformation des passiven Niederspannungsnetzes hin zu einem aktiv steuerbaren und resilienten Smart Grid. Sowohl die Betriebsführung als auch Smart Metering sind Teil der Untersuchungen.
Das Projekt verfolgt vier Arbeitsziele:
- Neue Ansätze zum resilienten, optimierten, datengetriebenen Betrieb von Stromnetzen unter Einbindung regenerativer Energien und Sektorenkopplung
- Cyber-Sicherheitslösungen für ein resilientes Verteilnetz unter Einbindung von Messung und Zählung
- Umsetzung, Integration und Evaluation im Labor unter realitätsnahen Betriebsbedingungen
- Ableitung von Geschäftsmodellen
In enger Zusammenarbeit mit dem Ingenieurbüro Pfeffer identifizieren die Wissenschaftler des Fachbereichs Elektro- und Informationstechnik den Nachrüstbedarf für das Labor. Es gilt nicht nur ein Konzept zu implementieren, welches in Engpässen abregelt. Die Hochschule erarbeitet auch, wie Engpässe vermieden werden, indem aktiv im Vorhinein geregelt wird. Flexsumer sind somit nicht in ihrem Komfort eingeschränkt.
„Die Ortsnetzstation wird also zum „Vorposten der Leitwarte“ aufgerüstet. Dieser soll eigenständig die anfallenden Daten aggregieren, bewerten und Empfehlungen an die Leitwarte geben. Dabei reduziert sich die Kommunikation auf das wesentliche und die Leitwarte wird maximal entlastet.“ bekräftigt Prof. Dr. Ing. Jeromin aus dem Fachbereich Elektro- und Informationstechnik an der Hochschule Darmstadt. Zudem ist der Fachbereich EIT für die Implementierung, Evaluation und Zuverlässigkeitsanalyse der entwickelten Konzepte verantwortlich.
Der Fachbereich Informatik prüft und identifiziert den Nachrüstbedarf aus Sicht der Cyber-Sicherheit. Es werden Fragestellungen der Authentifizierung und Autorisierung beantwortet sowie Sicherheitskonzepte umgesetzt, welche aufrüstbar für zukünftige Standards sind. Die Informatiker entwickeln Cyber-Sicherheitslösungen für ein resilientes Verteilnetz, und gestaltet daraus eine umfassende Sicherheitsarchitektur, die implementiert und evaluiert wird.
Das Ingenieurbüro Pfeffer rüstet die bestehende Infrastruktur des Smart Grid LAB entsprechend der Projektanforderungen vor Ort nach. Daraus ergibt sich die technische Basis für die benötigte Datenerfassung, Visualisierung, Auswertung, um Mehrwert für die Verteilnetzbetreiber zu schaffen. Außerhalb des Projektvolumens stellt das Ingenieurbüro Pfeffer seine Räumlichkeiten und Infrastruktur zur Verfügung. Zur Infrastruktur zählen unter anderem eine eigene Ortsnetzstation, PV-Anlage, Batteriespeicher und E-Ladestationen.
Sophia Pfeffer betont die Chancen und den Mehrwert des Projekts: „Das Projekt SGLive ist für uns eine konsequente Weiterentwicklung der bisherigen Forschungs- und Entwicklungsleistungen. Die Zusammenarbeit mit allen Akteuren im Projekt ist gleichermaßen spannend und motivierend. Wir werden wertvolle neue Erkenntnisse gewinnen und einen zusätzlichen Mehrwert aus den erhobe-nen Daten schaffen. Für unsere Kunden bedeutet dies, dass wir gemeinsam am Puls der Zeit arbei-ten und die sich rasant wandelnden Anforderungen an Funktionalität, Normen- und Gesetzeskon-formität sowie Betriebssicherheit verstehen.“
Das House of Energy verankert als Multiplikator das Projekt und die Ergebnisse auf fachlicher und öffentlicher Ebene. Es initiiert einen Projektbeirat, in dem verschiedene Expert:innen die Erkenntnisse des Projekts diskutieren. Zudem steuert das House of Energy die Aktivitäten zur Übertragbarkeit, wie Publikationen und Veranstaltungen. Geschäftsführer des House of Energy Prof. Dr. Peter Birkner ergänzt: „Es ist großartig zu sehen, wie das Smart Grid LAB immer mehr zum Zentrum für wegweisende Entwicklungen wird. Auch unser Projekt TOTUS ist hier zu erwähnen.“
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