Generic filters
Exact matches only
Search in title
Search in excerpt
Search in content
FS Logoi

KI: Neues Forschungsprojekt will Stromnetze KI-basiert optimieren

Angesichts des steigenden Anteils an erneuerbaren Energien in Deutschland stehen die Stromnetzbetreiber vor neuen Herausforderungen. Erzeugung und Nachfrage unterliegen zunehmenden Schwankungen, da die durch erneuerbare Quellen wie Wind und Sonne gewonnene Strommenge variiert und gleichzeitig immer mehr Haushalte dezentral Strom ins Netz einspeisen. Die Betreiber müssen daher eine Vielzahl an Variablen ausbalancieren, um eine konstante und zuverlässige Versorgung zu gewährleisten.

von | 04.10.24

Die Betreiber müssen aktuell eine Vielzahl an Variablen ausbalancieren, um eine konstante und zuverlässige Versorgung zu gewährleisten.

Forschende der Universität Kassel arbeiten gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE an einem neuen Forschungsprojekt zur Optimierung der Stromnetze mittels Künstlicher Intelligenz (KI). Ziel des Projekts ist es, den Betrieb von Übertragungsnetzen durch innovative KI-Methoden effizienter zu gestalten und damit zur Stabilität der Stromversorgung beizutragen.

Stromnetzbetreiber müssen viele Variablen ausbalancieren

Angesichts des steigenden Anteils an erneuerbaren Energien in Deutschland stehen die Stromnetzbetreiber vor neuen Herausforderungen. Erzeugung und Nachfrage unterliegen zunehmenden Schwankungen, da die durch erneuerbare Quellen wie Wind und Sonne gewonnene Strommenge variiert und gleichzeitig immer mehr Haushalte dezentral Strom ins Netz einspeisen. Die Betreiber müssen daher eine Vielzahl an Variablen ausbalancieren, um eine konstante und zuverlässige Versorgung zu gewährleisten.

An diesem Punkt setzt das Forschungsprojekt GNN4GC (Graph Neural Networks for Grid Control) des Fachgebiets Intelligente Eingebettete Systeme der Universität Kassel an.

„Unser Ziel ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie, um praxistaugliche Lösungen für diese Herausforderungen der Energiewende zu entwickeln“, erklärt Dr. Christoph Scholz, Leiter des Projekts an der Universität Kassel.

Das Projektteam der Uni Kassel ergänzen außerdem Pawel Lytaev, Clara Holzhüter und Mohamed Hassouna.

KI-basierte Ansätze für die Optimierung der Stromnetze

In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IEE und drei Übertragungsnetzbetreibern – TenneT TSO GmbH, 50Hertz und TenneT TSO BV – entwickeln die Forschenden neue KI-basierte Ansätze zur Optimierung der Stromnetzsteuerung. Dabei kommen unter anderem Graph Neural Networks (GNNs) und Deep Reinforcement Learning (DRL) zum Einsatz.

Graph Neural Networks (GNNs) sind besonders leistungsfähig bei der Analyse von Netzwerkstrukturen, wie sie auch in Stromnetzen vorkommen. Ziel der Forschung ist es, mithilfe von GNNs die Berechnung von Netzlasten zu beschleunigen und Möglichkeiten zur dynamischen Anpassung der Netztopologie während des Betriebs zu untersuchen.

Parallel dazu wird im Projekt Deep Reinforcement Learning (DRL) eingesetzt, um selbstlernende Agenten zu entwickeln, die netzdienliche Zustände identifizieren können. Diese Modelle werden zunächst in Simulationen trainiert, um potenzielle Lösungen für die Steuerung und Optimierung der Stromnetze zu erforschen.

Vielversprechende Ergebnisse wurden bereits veröffentlicht

In einem ersten Schritt zur praktischen Umsetzung dieser innovativen Ansätze konnten die Forschenden bereits vielversprechende Ergebnisse erzielen. In einer aktuellen Publikation (https://doi.org/10.1016/j.segan.2024.101510 ) präsentieren sie einen Algorithmus, der die Identifizierung und Integration solcher Topologien in ein bestehendes Deep Reinforcement Learning Modell ermöglicht. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Zieltopologien eine signifikante Steigerung der Resilienz des Stromnetzes bewirken können.

Weitere Informationen gibt es unter www.iee.fraunhofer.de.

Jetzt Newsletter abonnieren

Brennstoff für Ihr Wissen, jede Woche in Ihrem Postfach.

Hier anmelden

Cybersecurity: Investitionen in Deutschland steigen auf über 10 Milliarden Euro
Cybersecurity: Investitionen in Deutschland steigen auf über 10 Milliarden Euro

Angesichts der zunehmenden Bedrohung durch Cyberangriffe investiert Deutschland erstmals mehr als 10 Milliarden Euro in Cybersecurity. Im laufenden Jahr steigen die entsprechenden Ausgaben um 13,8 % auf insgesamt 11,2 Milliarden Euro. Damit wächst der deutsche IT-Sicherheitsmarkt auch im internationalen Vergleich besonders stark, wie der Digitalverband Bitkom berichtet.

mehr lesen
Brandaktuell: Die Mediadaten des atp magazins für 2025!
Brandaktuell: Die Mediadaten des atp magazins für 2025!

Die Mediadaten des atp magazins für das Jahr 2025 sind erschienen! Im neuen Look und mit einigen neuen Möglichkeiten für Ihre Präsentation. Werfen Sie einen Blick hinein. Denn auch im nächsten Jahr erscheinen wieder neun Ausgaben randvoll mit Entwicklungen und Highlights aus der Automatisierungswirtschaft. Planen Sie schon jetzt mit dem atp magazin, dem deutschen Fachmagazin für Automatisierung und Digitalisierung.

mehr lesen
Call for Papers: AI powers Automation!
Call for Papers: AI powers Automation!

Der Titel der AUTOMATION 2024 lautete „AI beats Automation?“ und das Motto wurde in Baden-Baden viel diskutiert. Wie bereits Thomas Tauchnitz im atp weekly bemerkt hat (s. QR-Code),
zeigte sich, dass die KI in der Automatisierung angekommen ist. Dabei wird die klassische Automation nicht durch KI ersetzt, sondern ergänzt. Einerseits können KI-Methoden in vielen Bereichen
eine wertvolle Ergänzung des Werkzeugkastens der Automatisierungstechnik sein. Andererseits aber braucht die KI die Automatisierung, denn nur automatisierte und entsprechend
vernetzte Anlagen können die Daten liefern, die die KI zum Training braucht.

mehr lesen
ZVEI: Exporte der Elektro- und Digitalindustrie sinken deutlich
ZVEI: Exporte der Elektro- und Digitalindustrie sinken deutlich

Die Exporte der deutschen Elektro- und Digitalindustrie sind im August 2024 geringer ausgefallen als ein Jahr zuvor: Mit einem Wert von 18,6 Milliarden Euro verfehlten sie ihr Vorjahresniveau um 7,6 %. „Der Rückgang im August zeigt, dass eine Trendwende im Exportgeschäft noch auf sich warten lässt“, kommentiert ZVEI-Konjunkturexperte Matthias Düllmann.

mehr lesen

atp weekly

Der Newsletter der Branche

Ihr kostenfreier E-Mail-Newsletter für alle Belange der Automatiserung.

Sie möchten das atp magazin testen

Bestellen Sie Ihr kostenloses Probeheft

Überzeugen Sie sich selbst: Gerne senden wir Ihnen das atp magazin kostenlos und unverbindlich zur Probe!

Finance Illustration 03