Detailseite
Projekt
ResiServD - Resilienz in verteilten, multimodalen und IKT-basierten Energiesystemen
Fachliche Zuordnung
Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
Förderung
Förderung von 2017 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 360352892
Energieverteilungsnetze basieren zunehmend auf der wechselseitigen Verbindung von Infrastrukturen (Elektrizität, Gas, Nah-/Fernwärme, IKT): intelligente multimodale Energieverteilungssysteme (engl.: smart multimodal energy distribution systems (SMEDSs)). Einer der Schlüssel zur Transformation des Energiesystems hin zu einem hocheffizienten, auf erneuerbaren Energiequellen basierenden System, ist die Kopplung von Energiesektoren (Elektrizität, Wärme, Mobilität). Das Verteilungssystem wird über die nächsten Jahre und Jahrzehnte mit einem signifikanten Wachstum der Anzahl an verteilten Erzeugungsanlagen, Speichern und Lasten (bspw. Wärmepumpen, Elektrofahrzeuge, Power-to-Gas-Einheiten) konfrontiert sein. Die Überwachung und Steuerung einer großen Zahl solcher Energieeinheiten wird zunehmend auf Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) beruhen (Digitalisierung). Diese Entwicklung fördert die wechselseitige Abhängigkeit zwischen Elektrizitäts-, Gas-, Wärme- und IKT-Infrastrukturen in SMEDSs. Die wachsende Komplexität von intelligenten Infrastrukturen sowie deren wechselseitige Kopplung machen das Gesamtsystem störanfälliger, sowohl auf einer Intra- als auch auf einer Inter-System-Ebene. Das elektrische Energieversorgungssystem wird zunehmend näher an den zulässigen Auslastungs- und Spannungsgrenzen betrieben. Dies ist jedoch aufgrund erheblich häufigerer kritischer Lastflusssituationen nur unter Einsatz von IKT-Infrastruktur zur Überwachung und Steuerung möglich. Fälle IKT-seitige Angriffe auf Energie-Infrastrukturen sind bereits dokumentiert. Die Resilienz der Energieinfrastrukturen wird zu den wichtigsten Herausforderungen der Zukunft gehören. Aktuelle Forschung findet überwiegend auf dem Gebiet von Naturkatastrophen oder Cyberangriffen auf einzelne Infrastrukturen statt. Eine offene Forschungsfrage ist, wie Resilienz in multimodalen, wechselseitig verbundenen Infrastrukturen und ihre wechselseitige Abhängigkeit modelliert und wie die gesamtsystemische Resilienz verbessert werden kann. Dieses offene Forschungsfeld ist von äußerster Bedeutung für kritische Infrastrukturen und ist Gegenstand dieses Forschungsantrags. Ziel von Multi-Resilienz ist es, die wechselseitige Resilienz von SMEDSs, die mit infrastrukturkoppelnden Anlagen verbunden sind, quantitativ zu bewerten und zu verbessern. Dazu werden zum einen neue Verfahren zur Modellierung und Verbesserung der Resilienz in SMEDSs entwickelt. Zum anderen werden neuartige Resilienz-verbessernde Konzepte für den Betrieb wechselseitig verbundener Infrastrukturen untersucht. Ziel ist dabei, sich vor Störungen, die innerhalb einer Infrastruktur (intra) oder zwischen Infrastrukturen (inter) wirken können, zu schützen und deren Auswirkungen zu mildern. Dazu kann das Projekt auf erste Arbeiten, die einzelne Infrastrukturen spezifisch betrachten, aufbauen und diese erweitern, um wechselseitige Einflüsse der gekoppelten Systeme in geeignetem Umfang zu berücksichtigen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
