e-TWINS

Ganzheitliche Zwillinge für die elektrischen Subsysteme und die Netzanbindung

Prof. Dr.-Ing. habil. Christoph M. Hackl

Teilvorhaben HM: Ganzheitliche Zwillinge für die elektrischen Subsysteme und die Netzanbindung

Die Energierevolution wandelt unser elektrisches Energiesystem in ein komplexes und dezentralisiertes Erzeugungssystem um, indem die erneuerbare Energie dominieren soll. Mit ihrem Potenzial für Zustandsüberwachung, Fehlererkennung und Betriebsoptimierung in Echtzeit stellen digitale Zwillinge ein innovatives Tool zur Beschleunigung dieses Revolutionsprozesses dar. Durch den Entwurf, Implementierung, Anwendung und Demonstration einer holistischen Softwareplattform zielt das e-TWINS Projekt auf eine umfassende Anwendung von digitalen Zwillingen für das zukünftige Energiesystem ab, wobei Skalierbarkeit, Modularität, Erweiterbarkeit und Umsetzung auf große überregionale Systeme berücksichtigt werden.

Das Teilprojekt „Ganzheitliche Zwillinge für die elektrischen Subsysteme und die Netzanbindung“ ist in zwei Problemstellungen aufgeteilt, die sich mit der Generator- bzw. der Netzseite beschäftigen:

(1) Ganzheitliche Zwillinge für die generatorseitigen Subsysteme

(2) Ganzheitliche Zwillinge für die netzseitigen Subsysteme und die Netzanbindung

Auf Generator- und Netzseite sollen jeweils Zustandsüberwachungs- und Fehlererkennungsalgorithmen entwickelt werden, die eine robuste und zuverlässige Detektion des aktuellen Systemzustandes und eventuell auftretender Fehler in den elektrischen Komponenten in Echtzeit ermöglichen. Basierend auf dieser Detektion ist es möglich, mit selbstlernenden und fehlertoleranten Regelverfahren die Wartungskosten zu reduzieren und die Zuverlässigkeit des Systems zu verbessern. Dabei können maschinen- und netzseitige Geräte und Komponenten durch Echtzeitanpassung an Systemveränderungen (z.B. bereits in frühen Phasen anstehender Fehler) geschützt werden. Ein weiterer Aspekt stellt die Steigerung der Effizienz der regenerativen Energiesysteme dar. Hierzu sollen, basierend auf der ganzheitlichen Zwillingstechnologie für das elektrische System, analytische Lösungen der Optimierungsprobleme unter Berücksichtigung allen vorherrschenden nichtlinearen physikalischen Effekte berechnet werden.

Projektmitarbeiter:

  • Zhao Song
  • Andre Thommessen

Allgemeine Informationen zum Projekt:

  • Laufzeit: 01.01.2020 - 31.12.2022
  • Zuwendungsgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, BMWi
  • Projektträger: Projektträger Jülich, PtJ
  • Projektdatenbank: Enargus

Projektpartner:

  • Technische Universität München, Prof. Carlo L. Bottasso
  • Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg
  • MesH Engineering GmbH