Co-Simulator für elektrische Energie und IKT-Systeme

Keywords: Hybride Simulation, Co-Simulator, Datenübertragungsprotokoll, Energieverteilungsnetzwerk, Kommunikationsnetzwerk, Knoten, Übertragungsmedium

In elektrischen Energieübertragungssystemen wird eine Vielzahl von Überwachungs-‚ Schutz-, und Regelungsanwendungen eingesetzt, die einen zuverlässigen, sicheren, wirtschaftlichen und effizienten Netzbetrieb ermöglichen sollen.

Mit dem Aufkommen von Smart-Grid-Technologien werden die gegenseitigen Abhängigkeiten von Informations- und Kommunikationstechnik- (IKT) und Stromversorgungssystemen immer wichtiger. Die Erfindung betrifft ein computer-implementiertes Verfahren zur Hybrid-simulation eines Stromverteilungsnetzes und eines damit verbundenen Kommunikations-netzes. Entscheidungsalgorithmen als Maß­nahmen zur Regelung und Stabilitätsverbesserung in Energienetzen können hierdurch unter simulierten Realbedingungen entwickelt und validiert werden. Diese hybride Simulations-umgebung wurde mit dem Schwerpunkt auf der Bewertung der Echtzeitanwendung von WAMPAC-Verfahren (Wide Area Monitoring, Protection and Control) entwickelt. Sie ist jedoch auf eine Vielzahl von Smart-Grid-An­wen­dungen in Übertragungs- und Ver-teilungsnetzen anwendbar. Eine hochflexible Simulationsumgebung ermöglicht die Entwicklung von An­wen­dungen in der Nähe der industriellen Implementierung.

Der Vorteil der Erfindung ist, dass die bestehenden Spezial-Simulatoren der verschiedenen Teilbereiche unabhängig voneinander weitergenutzt und -entwickelt werden können. Sollen sowohl eine Energiesystemsimulation von hohem Modellierungsgrad als auch ein komplexes Entscheidungsverfahren betrachtet werden, bietet das Erfindungskonzept der Co-Simulation entscheidende Vorteile. Hierbei werden die Berechnungen für das Energiesystem und das Entscheidungsverfahren getrennt in der jeweiligen spezialisierten Umgebung ausgeführt und über eine Schnitt­stelle miteinander gekoppelt. Mit dieser Erfindung wird ein Patentiertes aber dennoch einfach in bestehende Umgebungen zu Integrierende Co-Simulation erreicht.

Vorteile

• Zuverlässige, nachhaltige Energieversorgung
• Hohe Genauigkeit durch Einbeziehung von Ereignissen
• Sicheres, zuverlässiges Werkzeug zum Verständnis der komplexen Interaktionen zwischen den heterogenen Komponenten
• Zeitsynchronisierte Co-Simulation mehrerer Teilsimulationen
• Unabhängige Weiternutzung bestehender verteilter Simulatoren
• Optimierung der Einspeiseeffizienz und der Netzstabilität
• Optimierung von volatilen Einspeisungen

Kommerzielle Anwendung

Hoch ausgelastete Netze sowie volatile Einspeisungen, auf die die Netzbetreiber rechtzeitig reagieren müssen und andererseits der zunehmende Einsatz schnell regelbarer Betriebsmittel und leistungsstarker Kommunikations- und In­for­ma­ti­ons­tech­nik (IKT) stellen eine Herausforderung für die Betreiber dar. Um intelligente Entscheidungsverfahren für dynamische Systemeingriffe zu entwickeln, müssen solche Applikationen zunächst in eine dynamische Simulation des elektrischen Energiesystems unter Berücksichtigung des Verhaltens der IKT eingebunden werden. Der Algorithmus des Co-Simulators hilft die Effizienz der Einkopplung und die unabhängige Weiternutzung bestehender verteilter Simulatoren zu steigern um die Methoden zur Netzstabilisierung zu entwerfen und zu optimieren. Hierdurch können z.B. die Aus­wir­kungen von volatilen Einspeisungen optimiert und somit die Versorgungssicherheit für den Verbraucher verbessert werden.

Aktueller Stand

Erteilte Patente in Europa, Deutsch­land, England und Frankreich. Im Auftrag der Technische Uni­ver­si­tät Dort­mund bieten wir interessierten Firmen Lizenzen an der geschützten Erfindung und Mög­lich­keiten zur Weiterentwicklung der Technologie an.

—

Eine Erfindung der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund.

Zum Angebot