Intelligentes inselfähiges Subnetz

Entwicklung und Simulation eines inselfähigen Subnetzes

Allgemeine Übersicht über die AC- und DC-Netzarchitektur für das inselfähige Netz.

Der Schwerpunkt Intelligente inselfähige Subnetze untersucht das Zusammenwirken unterschiedlicher regenerativer Quellen, Speicher und Lasten. Die Inselfähigkeit wird durch ein Gleichstromnetz, sog. DC-Netz, realisiert. Neben Hardwarekomponenten wie den technischen Komponenten des DC-Netzes, den entwickelten leistungselektronischen Systemen (DC/DC-, AC/DC-Bridge, DC-Grid-Manger), den Batteriespeichern, einer DC-gekoppelten PV-Anlage und einer DC-Schnellladesäule wurden vor allem neue Regel- und Stabilisierungsmethoden für die Busspannung des DC-Netzes untersucht, entwickelt und realisiert. Dazu wurde das DC-Netz modelliert und notwendige Simulationen für die Stabilitätsuntersuchung und der Auslegung des Netzes durchgeführt. Um die Energieflüsse in weit ausgedehnten DC-Netzen zu steuern, wurde ein neuer Kommunikationsbus, der sog. SEEDs-Bus vom Fraunhofer IIS entwickelt.

High Power DC (HPDC)-Verteilung

Aufbau des High Power DC (HPDC)-Verteilerschranks im HPDC-Raum.

Für die Realisierung der High Power DC (HPDC)-Verteilung wurde ein Schaltschrank mit den Schutzorganen, der Schalt- und Messtechnik aufgebaut (siehe Abbildung). An diesen wurden alle Netzressourcen (Batteriespeicher-system, DC/DC- und DC/AC -Wandler, DC-Grid-Manager usw.) angeschlossen. Dabei ist der HPDC-Raum eine dezentrale Lösung für lokale Gleichstromnetze im Leistungsbereich von 100 kW mit PV-Einspeisung, elektrischem Energiespeicher und AC/DC-Schnittstelle. Mit einer Kommunikations-Schnittstelle mittels Modbus TCP und dem SEEDs-Bus steht das DC-Netz als ein Energiespeicher für die Lastverschiebung zur Verfügung.

Ansprechpartner intelligentes inselfähiges Subnetz

Contact Press / Media

Bernd Wunder

Gruppenleitung

Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB
Schottkystraße 10
91058 Erlangen

Telefon +49 9131 761-597

Arbeiten des Fraunhofer IIS im Themenfeld »Intelligentes inselfähiges Subnetz«

Das Fraunhofer IIS erforscht die Umsetzung einer optimalen Kommunikationsinfrastruktur.

Das Fraunhofer IIS erforscht im SEEDs-Projekt die Umsetzung einer optimalen Kommunikationsinfrastruktur für Energiemanagement in größeren Gebäuden und Liegenschaften. Konkret zum Einsatz kommt die Kommunikationslösung zur Realisierung eines intelligenten und inselfähigen Gleichspannungs- (DC) Subnetzes. Ein intelligentes Energiemanagement erfordert eine Kommunikation zwischen der Erzeugung, dem Verbrauch und der Speicherung elektrischer Energie sowie den notwendigen Betriebsmitteln. Hierbei stellt man sich den Herausforderungen angepasste Reichweite, hohe Datenrate, niedrige Kosten, Echtzeitfähigkeit sowie eine hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit.

Sichere Kommunikation im Internet of Energy

Topologie des SEEDs-Busses.

Im Bereich Energiemanagement wird eine einfache, jedoch sichere und zuverlässige Vernetzung von lokalen Betriebsmitteln, Erzeugern und Verbrauchern durch die Dezentralisierung der Energieerzeugung immer notwendiger. Im Projekt SEEDs liegt der Schwerpunkt in der lokalen Vernetzung. Hierfür entwickelt das Fraunhofer IIS derzeit einen neuen Kommunikationsbus. Dieser wird zukünftig auch eine direkte Anbindung von Systemkomponenten an das Internet ermöglichen. Im praktischen Umfeld zeigt sich, dass Steuerung, Erzeugung, Speicherung und Verbrauch gerade im industriellen Umfeld räumlich stark getrennt erfolgen und herkömmliche Feldbusse hierfür nicht mehr geeignet sind. Durch den SEEDs-Bus wird eine zuverlässige Übertragung mit höheren Datenraten und größeren Distanzen ermöglicht, als dies herkömmliche Feldbusse und kabellose Lösungen bieten. Durch eine automatische Adressvergabe wird der Installationsprozess wesentlich vereinfacht. Die Bus-Topologie ist in der Abbildung dargestellt.

Ansprechpartner IOT und SEEDs-Bus

Contact Press / Media

Andreas Oeder

Gruppenleiter

Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS
Nordostparkt 93
90411 Nürnberg

Telefon +49 911 58061-9314

Fax +49 911 58061-9399

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