Technische Universität Wien
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2012-06-05 [

Florian Aigner

 | Büro für Öffentlichkeitsarbeit ]

Kluge Ideen für kluge Stromnetze

Ein Forschungsteam der TU Wien gewinnt den „Smart Grids Pionier Award“ des Bundesministeriums für Verkehr, Infrastruktur und Technologie.

Michael Paula (bmvit), Friederich Kupzog (Leiter Energy&IT Group, TU Wien), Mario Faschang (ICT, TU), Matthias Stifter (AIT), Andreas Lugmaier (Siemens), Alfred Einfalt (Siemens), Pavlos Dimitriou (ICT, TU) (v.l.n.r.)

Wenn wir unsere Energieprobleme lösen wollen, brauchen wir Stromnetze, die mitdenken: „Smart Grids“ sind daher seit Jahren ein heißes Forschungsgebiet. Die Stromnetze der Zukunft sollen flexibel auf Angebot und Nachfrage reagieren. Dadurch soll es auch leichter werden, alternative Stromerzeuger effizient ins Stromnetz einzukoppeln, die nicht immer eine konstante Leistung liefen – etwa Windkraftwerke oder Photovoltaikanlagen. Für Forschungen auf diesem Gebiet gewann die Energy&IT Group am Institut für Computertechnik der TU Wien um Dr. Friederich Kupzog den "Smart Grids Pionier Award" des bmvit.

Daten durch das Stromnetz geschickt
Egal, ob gerade die Sonne scheint, egal, ob gerade der Wind bläst: Die Spannung im Stromnetz muss innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs bleiben. Das ist nur möglich, wenn verbrauchernahe Messstellen Informationen über die aktuelle Spannung und Stromstärke zurückliefern. Mit Hilfe dieser Daten können Stromnetzbetreiber oder Energieanbieter gegensteuern, falls sich Probleme abzeichnen. Um diese Daten auszutauschen, ist es gar nicht notwendig, eine zusätzliche Infrastruktur aufzubauen: „Die Daten lassen sich direkt über das Stromnetz übertragen“, erklärt Mario Faschang vom Institut für Computertechnik, „Unsere Stromnetze werden in Zukunft also sowohl Strom als auch Daten transportieren.“ So kann etwa ein Sensor, der am Einspeisepunkt einer stark bestrahlten Photovoltaikanlage eine Überspannung registriert, ein Signal an den Transformatorregler senden, um somit automatisch der Überspannung entgegen zu wirken. „Mit Hilfe aktueller Messwerte ausgewählter Stellen im Stromnetz und neuen Regelalgorithmen wird es möglich, mehr alternative Energiequellen in das Niederspannungsnetz zu integrieren und kostspielige Netzausbauten zu vermeiden“, beschreibt Faschang die Vorteile aktiv geregelter Niederspannungsnetze.

Einfach ausprobieren ist zu gefährlich
Das Strom- und Datennetz so zu planen, dass Computeralgorithmen das Netz eigenständig und zuverlässig steuern können, ist eine komplizierte Aufgabe. „Natürlich kann man solche Regelalgorithmen nicht einfach am offenen Herzen des Stromnetzes testen“, sagt Mario Faschang. Das Risiko von Netzausfällen wäre viel zu groß. Deshalb ist es wichtig, das Stromnetz theoretisch zu beschreiben, Modelle und Simulationen zu entwickeln, in denen man neue Steueralgorithmen ausprobieren kann.

Computer-Simulation entwickelt
Der Forschungsgruppe von Dr. Friederich Kupzog ist es gemeinsam mit den Projektpartnern (Siemens und AIT) gelungen, ein Simulationswerkzeug zu programmieren, das sowohl die Energie- als auch die Datenübertragung beschreibt. Dadurch kann man das komplizierte Zusammenspiel der vielen Einzelkomponenten des Stromnetzes studieren – etwa die Auswirkung der Nachrichtenlaufzeit vom Messgerät zum Transformator. „Wir haben es mit Laufzeiten in der Größenordnung von 100 bis 800 Millisekunden zu tun – solche Zeitverzögerungen können die Regelalgorithmen beeinflussen und somit weitreichende Auswirkungen für das Stromnetz haben“, sagt Faschang.

Auszeichnung durch das BMVIT
Für die Entwicklung dieses Simulationswerkzeugs wurde die Energy&IT-Gruppe vom Institut für Computertechnik bei der Smart Grids Week 2012 in Bregenz ausgezeichnet. Bereits zum zweiten Mal errang ein Team der TU Wien den „Smart Grids Pionier Award“ des Bundesministeriums für Verkehr, Infrastruktur und Technologie. Auch im Jahr 2010 war dieser Preis bereits an die TU Wien gegangen.