Panorama

Digitaler Zwilling von Energiesystemen

11.10.2019 - Echtzeit-Simulator für elektrische, thermische und informationstechnische Komponenten.

Die Technische Universität Ilmenau hat diese Woche einen deutsch­landweit einzig­artigen Echtzeit-Simulator zur Nachbildung multi­modaler Energie­systeme in Betrieb genommen. Mit „SimuPlatt“ ist es den Forschern erstmals möglich, hochkomplexe Energie­systeme, die aus elektrischen, thermischen und informations­technischen Komponenten bestehen, als exaktes Spiegelbild im Labor nachzubilden – Fachleute nennen dieses Verfahren Digital Twin. Mit der Simulations­plattform will die TU Ilmenau im Zeitalter der Energie­wende die elektrische Energie­versorgung zukunftsfähig machen.

Im Zentrum für Energietechnik der TU Ilmenau, wo der Simulator untergebracht ist, arbeiten Wissen­schaftler um Dirk Westermann unter anderem im Verbundprojekt ZO.RRO – Zero Carbon Cross Energy System – daran, wie die Energie­versorgung Thüringens frei von Kohlendioxid gestaltet werden kann. Westermann sieht SimuPlatt als integrativen Bestandteil des ZO.RRO-Projekts. Da der Simulator echtzeitfähig ist, reagiert er ebenso schnell auf Änderungen im elektrischen Versorgungs­system und liefert ebenso schnell Messwerte wie ein reales System das tun würde. Diese Messwerte können dann unmittelbar an Netzleit­warten zur Steuerung und Überwachung des Versorgungs­systems transferiert werden, wo dann gegebenen­falls rechtzeitig entsprechende Korrekturen vorgenommen werden können. 

„Das neue Gesamtsystem besteht aus drei Einzel­systemen, die im Verbund mit dem Simulator mehr als 6000 Netz­knotenpunkte in Echtzeit, mit einer Zeitauflösung von nur zehn Milli­sekunden, simulieren können. Damit ist das System deutschlandweit eines der größten Simulationssysteme zur Simulation von Energiesystemen“, sagt Timo Rösch von der Herstellerfirma OPAL-RT Germany, Anbieter von flexiblen Echtzeit-Simulations­systemen. Eine Vielzahl von Kommunikations­schnittstellen ermöglicht neben der Anbindung an eine Leitwarte auch die Einbindung moderner IT-Komponenten und hoch­entwickelter Datenbanken, den SCADA-Systemen. Als Besonderheit dieser Simulations­umgebung lassen sich auch Standard­komponenten wie Netzsteuerungen, Device-Controller, Relais oder Messgeräte, in die Simulation einbauen. Solche Systeme, auch „Hardware-in-the-Loop“ genannt, können auch für digitale Herstellungs­verfahren wie Rapid Prototyping genutzt werden. 

TU Ilmenau / JOL

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