BEAVER

Zunehmende Herausforderungen für Niederspannungsnetze

Die Dekarbonisierung der elektrischen Energieerzeugung wird durch die zunehmende Nutzung von erneuerbaren, volatilen Energieerzeugungsanlagen wie Solar- und Windenergie vorangetrieben. Durch die in Zukunft erwartete weitere Durchdringung der Netze mit dezentralen Energieerzeugungs- und Speicheranlagen (u.a. elektrische oder thermische Speicher, Wasserstoffspeicher) sowie neuartigen Lasten (u.a. Wärmepumpen, Elektrofahrzeuge im Lademodus), ergeben sich für die Verteilnetzbetreiber und in der Energiewirtschaft tätigen Unternehmen, z.B. Energieversorgungsunternehmen, vielfältige Herausforderungen. Diese umfassen unter anderem:

• Thermische Beanspruchung von Kabelstrecken, Transformatoren und Schaltanlagen mit mehreren Richtungswechseln von Leistungsflüssen im Tagesverlauf.
• Beeinträchtigung der Spannungsstabilität durch einen zunehmenden Anteil an volatilen Energieerzeugungsanlagen.
• Management des Systems an der Belastungsgrenze durch hochtechnisierte und komplexe Arbeitsaufgaben, die ein hohes Qualifizierungsniveau des Personals erfordern.

Bei einer erwarteten stetig steigenden Nachfrage an Strom bedeutet dies, dass innovative Lösungen und Managementsysteme ständig weiterentwickelt und verbessert werden müssen, um diesen Herausforderungen adäquat zu begegnen.

Automatisierungslösungen für Niederspannungsnetze

Im Rahmen dieses Projekts sollen diese Herausforderung mit Fokus auf regionale Niederspannungs-Verteilnetze adressiert werden. Bei den hierzu erforderlichen Netzmodernisierungsmaßnahmen beabsichtigen die Projektpartner, sich schwerpunktmäßig auf einen optimierten und automatisierten Netzbetrieb sowie einen verbesserten und netzdienlichen Flexibilitätseinsatz zu konzentrieren. Die Lösung des Problems wird vor allem in der Entwicklung kostengünstiger und modularer digitaler Plattformen sowie fortschrittlicher Überwachungs- und Flexibilitätsmanagementkonzepte gesehen, die die Fähigkeiten der bestehenden Verteilnetzinfrastruktur für ein aktives Netzmanagement verbessern und eine Erhöhung der Nutzung von volatilen Energieerzeugungsanlagen erzielen können.

Der BEAVER-Ansatz

Zur Umsetzung des Lösungsansatzes schlägt das Projekt BEAVER ein Digitalisierungskonzept vor, das eine Echtzeitüberwachung sowie ein adaptives, situationsbewusstes Flexibilitätsmanagement auf Ebene der Ortsnetzstationen ermöglicht, und dabei die folgenden zentralen Fragestellungen adressiert:

• Entwicklung eines Prototyps einer Edge- und Cloud-Automatisierungsplattform
• Entwicklung kostengünstiger Sensorik/Messdatenerfassung, wie bspw. EdgePMUs
• Software-Framework für fortgeschrittene Überwachung und fortgeschrittenes Flexibilitätsmanagement für den Betrieb des Niederspannungsnetzes als Cluster von Energy Hubs, in dem jeder einzelne Energy Hub von einer zugehörigen Ortsnetzstation verwaltet wird.

Demonstration des Ansatzes in drei Anwendungsfällen.

Förderung:

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz - BMWK

Projektpartner:

Eaton Industries GmbH (Koordinator)

Es-geht! Energiesysteme GmbH

Fraunhofer FIT

Gridhound GmbH

ACS der RWTH Aachen University

SGB-SMIT GmbH

SWW Wunsiedel GmbH

Avacon Netz GmbH (assoziiert)

Dell GmbH (assoziiert)

Linux Foundation Energy (assoziiert)

ZukunftsEnergie Nordostbayern GmbH (assoziiert)