Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe, Arbeitsgruppe Elektrische Anlagen
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ICT4RobustGrid - ICT requirements for operation of advanced and robust smart grids

Synopsis

Multiagentensysteme (MAS) sind in der Lage komplexe Aufgaben in verschiedensten Bereichen des täglichen Lebens zu bewältigen. Ein Anwendungsfeld ist das elektrische Stromnetz bzw. Forschungskonzepte in Richtung eines Smart Grids, da die gesteigerte Komplexität eine alleinige Kontrolle durch den Mensch schier unmöglich macht und somit leistungsfähige Steuerungssysteme gefragt sind. Dafür wird eine leistungsfähige und fehlertolerante IKT-Infrastruktur benötigt, welche den Anforderungen von dezentralen Steuerungen gewachsen ist. ICT4RobustGrid analysiert die bestehenden Strukturen und stellt sie den Anforderungen für MAS gegenüber. Ergebnis ist eine Roadmap, für den Übergang zu einer dezentralen Steuerung.

Kurzfassung

Durch Klimaerwärmung und die Ressourcenverknappung inspirierte Forschung im Bereich der erneuerbaren Energien und deren Konsequenzen für die Energienetze sind weitreichende Ideen von Micro Grids, über Smart Grids, bis hin zum Super Grid entstanden. Trotz der Unterschiede der Ideen sind Synergien in diesen Ansätzen vorhanden, welche für eine stärkere Nutzung von erneuerbarer Energie hilfreich sind. Eine solche Verbindung bringt auch eine erhöhte Nachfrage nach IKT mit sich. Sollen zusätzlich nun noch die entsprechenden Technologien der Netze über verteilte Systeme dezentral z.B. von Agenten gesteuert werden, erhöht dies die Anforderungen an Sicherheit (Safety und Security), Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit. Aufgrund der komplexen Natur der dazugehörigen Steuerungen basieren solche Systeme jedoch auf verschiedenen Arten von Daten und Datenstrukturen. Sie sind bisher nicht in der Lage einen ununterbrochenen Fluss von Informationen zwischen den beteiligten Entitäten zu gewährleisten, was die Steuerung des gesamten Systems unflexibel und zu komplex macht.

Multiagentensysteme (MAS) stellen eine vielversprechende Technologie dar, um ein komplexes Netzwerk mit einer enormen Anzahl verschiedener verbundener Komponenten (Inverter, Messgeräte, usw.) und Services für intelligente Geräte eines Smart Grids zu steuern. Das Stromnetz ist, unter anderem aufgrund seiner Notwendigkeit für das soziale Leben, eine äußerst kritische Infrastruktur, dementsprechend werden Änderungen in den vorhandenen Steuerungskonzepten mit großer Vorsicht angedacht und umgesetzt. Um Vertrauen für die neuen Systeme zu rechtfertigen, müssen die Möglichkeiten, aber auch die Risiken neuer Systeme in einer Sondierung abgeschätzt werden und an entsprechende Interessensgruppen kommuniziert werden.

ICT4RobustGrid untersucht bestehende oder in Entwicklung befindliche dezentrale Steuerungsmechanismen und erhebt die Anforderungen und Möglichkeiten für intelligente Netze. Die Analyse von bestehenden Netzen und deren Infrastruktur zeigt mögliche Synergien sowie Bereiche, welche besondere Herausforderungen darstellen, auf. Der Fokus liegt auf der Analyse von Multiagentensystemen und dem Erstellen von spezifischen Anforderungskriterien. Diese werden in Kontrast zu den existierenden IKT-Netzen und Verteilnetzen gestellt. Darauf aufbauend wird eine Roadmap zum Wandel von einer zentralen zu einer dezentralen Steuerungslösung erstellt, die auch die Möglichkeit von Insellösungen berücksichtigt. Konkret werden Anforderungen an die IKT-Strukturen, Schnittstellen und Möglichkeiten der Einflussnahme eruiert. ICT4RobustGrid schafft damit eine notwendige und klare Ausgangssituation, um in Folgeprojekten ein dezentrales Steuersystem zu entwickeln und zu erproben.

Projektkonsortium

Projektkoordination:

  • Technische Universität Wien, Institut für Computertechnik

Projektpartner:

  • Technische Universität Wien, Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe
  • Technische Universität Wien, Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik
  • Siemens AG Österreich

Kontakt

Dipl.-Ing. Markus LITZLBAUER

Dipl.-Ing. Thomas KAUFMANN

Dipl.-Ing. Jürgen MARCHGRABER

Laufzeit / Fördergeber

Von 10/2013 bis 11/2014

Dieses Sondierungsprojekt wurde aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms „IKT der Zukunft, 1. Ausschreibung“ durchgeführt.


Dieses Projekt ist folgendem Forschungsgebiet zugeordnet: Smart Grids