Infrastrukturen

Neuentwicklungen innovativer Energie- und Informationstechnologien erfordern vor der Integration in die kritischen Infrastrukturen der Energieversorgung zwingend eine vorherige Abnahme und Überprüfung. Eine Forschung, Entwicklung oder Erprobung innerhalb der Anlagen der Betreiber kritischer Infrastrukturen ist aufgrund der flächendeckenden Auswirkungen von Fehlentwicklungen oder Störfällen nicht zielführend, sodass eine umfangreiche cyber-physische Laborumgebung zum Entwickeln, Testen und Prüfen notwendig ist.

Durch die enge Kooperation mit dem Verteilnetzlabor des Instituts für Elektrische Anlagen und Netze, Digitalisierung und Energiewirtschaft (IAEW) der RWTH Aachen bietet das Fraunhofer-Zentrum Digitale Energie ein hersteller- und technologieübergreifendes Abbild der Energieinfrastrukturen (Primär-, Sekundär-, Leitwarten-, Informations- und Kommunikationstechnologie) heutiger und zukünftiger Stromnetzbetreiber.

Innerhalb des Fraunhofer-Zentrums Digitale Energie ermöglicht diese Umgebung sowohl eine anwendungsnahe Forschung und Entwicklung als auch ein unabhängiges Testen und Prüfen von Energie- und Informationstechnologien direkt im Produktivbetrieb. So können neuartige Informationstechnologien (z.B. Datenräume, SSI, Quantenkommunikation, Blockchain oder High Performance Computing), innovative Automatisierungs- und Leittechnik oder IT-Sicherheitstechnologien direkt im realen System vorab und ohne Risiko für die Energieversorgung entwickelt und geprüft werden. Des Weiteren können notwendige Penetrationstests im Kontext der Entwicklung innerhalb eines realen Systems mit realen Betriebsmitteln und Informationstechnologien stattfinden und gehen somit über die heutigen Vorgehensweisen hinaus.

Ausstattung

Moderne Test- und Prüfeinrichtungen ermöglichen detaillierte Untersuchungen von Primär-, Sekundär- und Informationstechnologien in kritischen Infrastrukturen.

Versuchshalle

Mittel- und Niederspannungsnetz mit beobachtbaren, steuerbaren und regelbaren Einspeisern, Lasten und Energiespeichern

Leitwartenraum

Realitätsnahe Nachbildung einer Netzleitwarte zur Entwicklung von Automatisierungs- und Leittechnik bis hin zu IT-Sicherheitslösungen in kritischen Infrastrukturen

Versuchsnetz

Flexibel verschaltbares Mittel- und Niederspannungskabelnetz mit hoher Kurzschlussleistung

Digitale Ortsnetzstationen

Smartifizierte Verteilnetze mit Anbindung an die laboreigenen Leitsysteme

Ladeinfrastruktur

Testumgebung für Netzintegration und Betriebskonzepte von Ladeinfrastrukturen für Elektrofahrzeuge

Hardware-in-the-Loop

Prüfumgebungen für prototypische Tests von Komponenten, Algorithmen oder Software unter Nutzung von Echtzeitsimulationen

Sekundärtechnik

Entwicklungs- und Testumgebung für Netz-, Stations- und Feldleittechnik

Werkstatt

Mechanische und elektronische Werkstatt zur Realisierung individueller Prüfaufbauten

User Stories

 

Leitwartenraum

Um das Leitstellenpersonal ("Dispatcher") adäquat auf die Herausforderungen in der Netzbetriebsführung vorzubereiten und einen reibungslosen Ablauf zu gewährleisten sind regelmäßige Schulungen notwendig. Dort können zu Lernzwecken kritische Szenarien abgebildet werden und ähnlich einem "Flug-Simulator" zur Erprobung der Dispatcher genutzt werden.

 

Cyber-physische Systeme

Für die Entwicklung von Digitalisierungslösungen für die Energiebranche ist es essenziell, Zugang zu einer realitätsnahen Laborumgebung zu haben. Dadurch können neue Technologien und Konfigurationen sicher und effizient untersucht werden. Dies ermöglicht es, die Auswirkungen auf das gesamte System im Vorhinein zu bewerten.

 

Power Quality

Das Zentrum Digitale Energie untersucht sowohl die Entstehung als auch die Erfassung von Spannungsqualitätsproblemen um die Qualität der Energieversorgung langfristig auf einem hohen Niveau zu halten.

 

Cybersicherheit der Infrastruktur

Das Forschungszentrum Digitale Energie widmet sich der Nutzung von cyber-physikalischen Laborumgebungen in Kombination mit fortschrittlichen Co-Simulationstechniken zur Durchführung von IT-Sicherheitsuntersuchungen in der Energiewirtschaft. Ziel ist es, innovative Cybersicherheitslösungen zu entwickeln, zu testen und zu validieren.

 

Verteilnetzdynamik

Im Verteilnetzlabor am Zentrum Digitale Energie können innovative Betriebs- und Regelungskonzepte zukünftiger Verteilnetze praxisnah untersucht werden.

 

Schutzkonzepte

Das Fraunhofer-Zentrum Digitale Energie bietet in Zusammenarbeit mit der RWTH Aachen University im Schutzlabor die Möglichkeit, innovative Netzschutzkonzepte in ihrer gesamten Prozesskette zu überprüfen und zu bewerten. 

 

Smart Home

In einer realitätsnahen Testinfrastruktur lassen sich neuartige Betriebs- und Steuerungskonzepte für Smart Grids entwickeln und erproben.

 

Vermessung

Das Zentrum Digitale Energie bietet in Zusammenarbeit mit der RWTH und einem akkreditieren Prüflabor die Zertifizierung von Erzeugungsanlagen gemäß Netzanschlussregeln an.