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Foto: Universität Paderborn, Besim Mazhiqi

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SICP-Projekt zu flexiblen Monitoring- und Regelsysteme für die Energie- und Mobilitätswende im Verteilnetz durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz gestartet

Ziel des Projektes FLEMING ist es, die kontinuierliche Funktionsüberwachung und insbesondere den heutigen Sensoreinsatz in Verteilnetzen zu revolutionieren, durch Verwendung von Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI), gepaart mit einer Verbesserung der zugehörigen Sensortechnik und somit wesentlich zum Erfolg der Energie- und Mobilitätswende in Deutschland beizutragen. Im Rahmen des vom BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie) geförderten Projekts beteiligen sich neben dem SICP (Prof. Dr. Daniel Beverungen, Prof. Dr. Eyke Hüllermeier) das ABB AG Forschungszentrum Deutschland, das Forschungsinstitut für Rationalisierung e.V. (FIR) aus Aachen, das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), die SÜC Energie und H2O GmbH aus Coburg sowie die Heimann Sensor GmbH. FLEMING wird von September 2019 bis August 2022 gefördert.

Der Fokus der deutschen Klima- und Energiepolitik liegt auf einer massiven und flächendeckenden Einbindung von Anlagen zur Gewinnung erneuerbarer Energien sowie auf einer Integration von Ladesäulen für Elektromobilität in das bisherige Stromnetz. Die hieraus resultierenden zahlreichen Lastschwankungen – z.B. durch dezentrale Solaranlagen – sowie die zeitlich und räumlich konzentrierte Energienachfrage durch Ladeinfrastruktur (eMobility) führen zu einer sehr großen Belastung der elektrischen Betriebsmittel und Komponenten bis hin zu einer Überlastung. Gleichzeitig sind die Netzbetreiber einem steigenden Effizienz- und Kostendruck ausgesetzt.

Aktueller Netzzustand von kritischer Relevanz

Um die Ziele der Energie- und Mobilitätswende bei gleichbleibender Versorgungsqualität zu erreichen, benötigen die Netzbetreiber einerseits ein verbessertes Verständnis des aktuellen Zustandes des vorhandenen Netzes und seiner Komponenten (Monitoring). Dadurch können potentielle Schäden und Anlagenausfälle frühzeitig erkannt bzw. vorhergesagt oder durch verbesserte Regelung vermieden werden. Andererseits werden geeignet genaue, zuverlässige und leicht nachrüstbare Sensoren zur Regelung im Rahmen eines intelligenten Lastmanagements benötigt. Dies ermöglicht erst eine flexiblere Netznutzung unter der Ausnutzung von temporärem Überlastpotenzial und somit den flächendeckenden Ausbau der zukünftig benötigten Energieverteilungs-Infrastruktur, insbesondere im Hinblick auf eine stark zunehmende Elektrifizierung des Automobilsektors.

Das Szenario verlangt nach einem durchgängigen Einsatz von Sensorik, Informations- und Kommunikationssystemen zur Erfassung der nötigen Daten der einzelnen Netzbetriebsmittel und -komponenten. Bisher verfügbare Sensorlösungen zur Zustandsüberwachung werden ausschließlich in Nischen- oder Randanwendungen eingesetzt. Ein durchgängiger Einsatz scheitert zurzeit an zu komplexem Engineering sowie einer begrenzten Lebensdauer und Leistung der Sensorsysteme, so dass diese nur für einfache Überwachungsaufgaben meist einzelner Betriebsmittel genutzt werden können. Weiterhin steht bisherige Sensorik in der Regel nur für Anlagen eines Herstellers zur Verfügung, so dass eine Übertragbarkeit nicht möglich und eine generische, systemweite Datenanalyse massiv erschwert ist. Das Vorhaben soll den heutigen Sensoreinsatz in Verteilnetzen durch Verwendung von Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) zusammen mit einer Erweiterung der Sensortechnik grundlegend verbessern. Die daraus abgeleiteten Unterziele umfassen alle wichtigen Aspekte des Sensoreinsatzes in elektrischen Betriebsmitteln.

Kick-Off begünstigt Kennenlernen und Erfahrungsaustausch

Das Projekt ist bereits mit einer Kick-Off Veranstaltung beim ABB AG Forschungszentrum in Ladenburg gestartet. Dabei erfolgte ein Erfahrungsaustausch zu den projektbezogenen Aktivitäten der Projektpartner. Des Weiteren wurden erste Workshops zur Anforderungsaufnahme geplant. Im nächsten Schritt werden die Anforderungen und Ideen für die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle für Verteilnetze in Gesprächen mit beteiligten Unternehmen und Stadtwerken durchgeführt.

Die Universität der Informationsgesellschaft