DEFINE – DC-Netze für eine sichere Energieversorgung

Die Energieversorgung ist in Zukunft durch den steigenden Anteil regenerativer Energien und den Ersatz fossiler Energie geprägt. Der Volatilität vieler regenerativer Energiequellen (Wind, Solar) steht ein steigender Bedarf durch die Elektromobilität, Wasserstofferzeugung u.v.m. entgegen. Um die Versorgungssicherheit mittel- und langfristig zu gewährleisten, muss unsere Energieversorgung für die neuen Anforderungen fit gemacht werden.

Das Projekt »DEFINE« widmet sich dem Aufbau fehlertoleranter Energieversorgungssysteme durch den Einsatz digital steuerbarer Gleichspannungs-/DC-Netze. Dabei wird ein einheitlicher Lösungsansatz verfolgt und erstmalig eine gemeinsame Optimierung von der System- bis zur Komponentenebene angestrebt. Die Forschungsfelder umfassen sowohl sichere IT-Systeme und Regelungsstrukturen als auch leistungselektronische Hardware und bauliche Strukturen für Converter-Stationen. Neben dem Schwerpunkt Effizienz ist die Sicherheit der Versorgung mit elektrischer Energie das zentrale Projektthema. Sie wird in zweifacher Hinsicht adressiert: Ziel ist sowohl die unterbrechungsfreie Stromversorgung bei Fehlern im Netz, beispielsweise bei Kurzschlüssen, als auch der Schutz vor Cyberangriffen auf diese kritische Versorgungsinfrastruktur.

Projektlaufzeit: 01.01.2021 bis 31.12.2024

Die zu entwickelnden Konzepte und Komponenten sollen für das Pilotszenario eines urbanen Mittelspannungs-/DC-Netzes entworfen sowie erprobt werden.

Die technologischen Kernfragen werden dabei auf drei Ebenen adressiert,

1. der System- bzw. Netzebene:
   • Wie mache ich das Versorgungsnetz sicher und stabil?
2. der Stationsebene:
   • Wie füge ich eine Konverterstation bestens in eine (urbane) Umgebung ein?
3. der Modul- und Komponentenebene:
   • Wie reduziere ich Verluste und Kosten und erhöhe die Zuverlässigkeit?