Resilientes Energiemanagement für Microgrids mit Schwerpunkt auf volatilen erneuerbaren Erzeugern (RESUME)

Abstract

Dieses Projekt wurde in Zusammenarbeit des Fachgebiets Regelungssysteme (FGRS) mit der Autarsys GmbH erfolgreich durchgeführt. Zunächst wurde die Problembeschreibung präzisiert und eine umfangreiche Literraturrecherche durchgeführt. Anschließend und begleitend zur Energiemanagementsystem (EMS)-Entwicklung wurde vom FGRS eine bestehende Simulationsoftware erweitert. Parallel dazu hat die Autarsys GmbH Betriebsdaten aus einem von ihr betriebenen und für einen späteren Feldtest vorgesehenen Microgrid (MG) erhoben und für die Verwendung in der Simulation aufbereitet. Im Rahmen der zentralen Arbeitspakete wurden vom FGRS aus Vorarbeiten stammende Model Predictive Control (MPC)-basierte EMSe weiterentwickelt. Hauptaugenmerk hierbei war einerseits eine Robustifizierung im regelungstechnischen Sinn und andererseits die Herstellung von Resilienz, die z.B. als eine Ertüchtigung zur Bewältigung kritischer Ereignisse wie Kommunikationsausfällen aufgefasst werden kann. Die Autarsys GmbH konzentrierte sich im Mittelteil des Projekts auf die Entwicklung von Soft- und Hardwarekomponenten zur Errichtung eines Digital Twin (DT) und zur Vorbereitung von Hardware-in-the-Loop (HiL)-Tests und des Feldtests. Während des Projekts wurden zur Vorbereitung dieser Tests und zur Erprobung der EMSe umfangreiche Simulationen durchgeführt. Datei-Upload durch TIB This project was successfully carried out in collaboration between the Department of Control Systems (FGRS) and Autarsys GmbH. First, the problem description was rendered more precisely and extensive literature research was carried out. Subsequently and in parallel to the development of the energy management system (EMS), FGRS expanded an existing simulation software. At the same time, Autarsys GmbH collected operating data from a microgrid (MG) operated by them and intended for a later field test, and prepared it for use in the simulation. As part of the central work packages, Model Predictive Control (MPC)-based EMSs, based on previous research, were enhanced and further developed by FGRS. The main focus was, on the one hand, robustification in the control engineering sense and, on the other hand, the creation of resilience. The latter can be understood, for example, as an upgrade to cope with critical events such as communication failures. In the middle part of the project, Autarsys GmbH concentrated on the development of software and hardware components for setting up a digital twin (DT) and on preparation of hardware-in-the-loop (HiL-) tests and the field test. Extensive simulations were carried out during the project to prepare for these tests and to try the EMSs.