Universität Kassel und Fraunhofer IEE wollen Stromnetze mit KI optimieren
Ein Forscherteam der Universität Kassel arbeitet gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) und drei Übertragungsnetzbetreibern an einem neuen Forschungsprojekt zur Optimierung von Stromnetzen mit Künstlicher Intelligenz (KI).
Das Problem: Mit der Zunahme Erneuerbarer Energien in der Stromversorgung ist der Betrieb von Stromnetzen immer komplexer geworden. Bei zu viel Strom im Netz entstehen netz- oder systemkritische Situationen. Solche akuten Überlastungen halten die Stromleitungen bzw. das Stromnetz nur wenige Minuten aus. Bisher waren Drosselung der Energieanlagen und Redispatch das Mittel der Wahl, um die Netzstabilität zu erreichen. Dieser Ansatz ist jedoch kostspielig und führt oft zu weiteren CO2-Emissionen. Kurz zur Erläuterung: Redispatch bedeutet wörtlich eine Änderung des sogenannten Dispatches, der den Fahrplan der Kraftwerke bezeichnet: Die Kraftwerksbetreiber melden den Übertragungsnetzbetreibern verbindlich an, wie sie am Folgetag ihre Kapazitäten einplanen.
Der neue Ansatz, um dieses aufwändige und wenig effektive Verfahren zu vermeiden, könnte nach Meinung der Forscher im automatisierten Netzbetrieb liegen, bei dem Deep Reinforcement Learning (DRL) zum Einsatz kommt. Die meisten bestehenden DRL-Algorithmen haben bislang nur einzelne Aktionen auf der Ebene der Umspannwerke berücksichtigt. Im Gegensatz dazu schlagen die Forscher nun einen ganzheitlicheren Ansatz vor. Ihre zugrundeliegende Hypothese ist, dass bestimmte Netzstrukturen robuster sind als andere und zur Optimierung verwendet werden sollten. Zu diesem Zweck haben sie einen Suchalgorithmus entwickelt, um genau diese zu identifizieren: Viel „Fachjargon“ für uns als Laien, aber wie es scheint mit großem Potenzial für eine bahnbrechende Lösung. Erste Ergebnisse zeigen jedenfalls, dass allein durch intelligente Nutzung bzw. Änderung vorhandener Strukturen eine signifikante Steigerung der Resilienz der Stromnetze erreicht werden kann.
Künstliche Intelligenz, um Stromerzeugungsanlagen und Netze aufeinander anzustimmen: Ein hochspannendes Thema, das die Energiewirtschaft und damit auch uns und unsere Anleger mit Sicherheit in den nächsten Jahren begleiten wird!
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