Die STAWAG hat als Konsortialführer gemeinsam mit zwölf Partnern aus Industrie, Forschung und Hochschule in einer Fachkonferenz ihr Fazit aus vier Jahren Forschungsarbeit gezogen. Ziel des Forschungsprojektes Smart Area Aachen war der Aufbau, der Betrieb und die Erforschung eines intelligenten Stromnetzes (Smart Grid) im Stadtgebiet Aachen sowie in den ländlichen Netzen der Gemeinde Simmerath und der Stadt Monschau.
An dem Forschungsprojekt waren unter anderem folgende Institutionen beteiligt: DKE, BET sowie ABB, MR, Nexans, PSI, FGH, SAG, Kisters, TU Dortmund mit ie³ und RWTH mit IFHT und IAEW.
Vor rund 100 Teilnehmerinnen und Teilnehmern haben Oberbürgermeister Marcel Philipp und STAWAG-Vorstand Dr. Peter Asmuth die Fachkonferenz auf dem Tivoli eröffnet. Im Mittelpunkt des Forschungsprojektes stand die Frage, wie das intelligente Stromnetz der Zukunft mit einem hohen Anteil an unregelmäßig einspeisenden erneuerbaren Energien gestaltet sein kann und vor allem, wie es störungsfrei funktionieren kann. Von den 13 Projektpartnern wurden dazu in sechs Teilbereichen innovative technische Lösungen erarbeitet. In einem abschließenden Feldtest konnten die Komponenten ihre Leistungsfähigkeit in dem Stromnetz im Stadtgebiet von Aachen, der Gemeinde Simmerath und der Stadt Monschau unter Beweis stellen. Bei der Umsetzung ist es gelungen, genau definierte Anforderungsprofile in den einzelnen Projektgruppen zu erfüllen und diese anschließend in eine übergreifende Gesamtlösung einzubringen.
Überblick über die Forschungsergebnisse:
Intelligente Ortsnetzstationen
Es wurde der Prototyp einer intelligenten Ortsnetzstation aufgebaut, der auf die Anforderungen künftiger Netze ausgerichtet ist. Gleichzeitig gelang es, eine intelligente Fehlererkennung und -behandlung zu entwickeln, wodurch eine autonome Lokalisierung eventueller Fehler ermöglicht wird. Die neuen Funktionen wurden durch die STAWAG erfolgreich im praktischen Netzbetrieb eingesetzt.
Spannungsqualität
Durch die Entwicklung neuer Regelungsverfahren für regelbare Ortsnetztransformatoren (rONT) konnte der kostenintensive Ersatz oder Ausbau von zusätzlichen Leitungen vermieden werden. Dabei hat sich gezeigt, dass sich durch das breite Leistungsspektrum der rONTs auch die Betriebsführung im Verteilnetz optimieren lässt.
Kommunikationsinfrastruktur
Es gelang, neue Netzwerkkomponenten und Datenmodelle zu entwickeln, die eine spartenübergreifende Nutzung ermöglichen. Zusätzlich wurde eine projektübergreifende Informationsinfrastruktur mithilfe innovativer Kommunikationstechnologien aufgebaut, damit die einzelnen Komponenten zusammenhängend funktionieren.
Netzzustandsschätzung
Um rechtzeitig Handlungsbedarf zu erkennen und dadurch eine hohe Versorgungssicherheit zu gewährleisten, entwickelte das Forschungsteam ein Verfahren auf der Grundlage von wenigen, ausgewählten Messorten im Netz. In Folge lassen sich die Zustände an den Netzknoten ohne Messung berechnen und der Fehler in Bezug auf die Informationen über den wahren Netzzustand abschätzen. Das Besondere an dem Verfahren ist die Möglichkeit, die Berechnungsergebnisse mit Messwerten in einem vollständig mit Messtechnik ausgerüsteten Netzgebiet zu vergleichen. Damit kann zukünftig ein wichtiger Beitrag zur Integration dezentraler Stromerzeugung auf Basis erneuerbarer Energien geleistet werden.
Netzplanung
Ziel des Projektes ist, Netzplanungskonzepte für elektrische Energieversorgungsnetze zu erarbeiten, mit denen innovative Netzkomponenten und -strategien in der Planung berücksichtigt werden können. Hierzu werden mithilfe eines entwickelten Planungs- und Optimierungstools synthetische und reale Netze für zukünftige Versorgungsszenarien kostenoptimal ausgelegt. Auf Basis von umfangreichen Simulationen einer Vielzahl von Mittel- und Niederspannungsnetzen werden Vorschläge zur Anpassung bestehender und Formulierung neuer Planungsgrundsätze abgeleitet.
Instandhaltung
Ein neues Verfahren optimiert die Instandhaltung heutiger und künftiger Netze. Dabei standen innovative Technologien im Mittelpunkt, die Substanzerhalt und Wirtschaftlichkeit miteinander in Einklang bringen. Die praktische Anwendung im Netz der STAWAG erfolgte mithilfe optimierter Zustandserfassungsmethoden und unterstrich die Leistungsfähigkeit des Verfahrens. Darüber hinaus konnten zusätzliche Informationen aus Smart-Grid-Komponenten erfasst und genutzt werden.
Koordiniert wurden die sechs Aufgabenfelder von der STAWAG im Rahmen einer Begleitforschung. Aufgabe war, die Projekte mit den unterschiedlichen thematischen Schwerpunkten zu bündeln und Synergien zu heben. Darüber hinaus kam der Verwertung der Ergebnisse und der Standardisierung der technischen Lösungen besondere Bedeutung zu. Alle Projektgruppen haben gleichermaßen zum Erfolg von Smart Area Aachen beitragen. Damit konnte ein wichtiger Beitrag für die Gestaltung künftiger, leistungsfähiger Verteilnetze geleistet werden. Die Forschungsergebnisse können dazu beitragen, dass höchste Stabilität auch bei stark unregelmäßig einspeisenden erneuerbaren Energien sichergestellt ist und können damit den Erfolg der Energiewende unterstützen.