Swarm-Grid statt Smart-Grid

Viele Fachleute verstehen unter einem "Smart Grid" ein Stromnetz, dem eins zu eins ein Datennetz überlagert ist. Jede Komponente soll durch das Datennetz gesteuert werden können. Dem stehe ich kritisch gegenüber. Neben dem Datenschutz sehe ich vor allem die Netzsicherheit durch eine solche Lösung als gefährdet an.
Mein Vorschlag wäre vielmehr ein Stromnetz, das von unten nach oben organisiert ist. Die Komponenten eines solchen Stromnetzes sollen dann selbständig in der Lage sein, zu entscheiden, ob und auf welche Weise sie sich netzdienlich verhalten. Zusammen verhalten sie sich wie ein Schwarm, der sich ebenfalls ohne eine übergeordnete Führung zielgerichtet verhält. Ich plädiere daher für ein "Swarm-Grid" anstelle eines "Smart-Grids".
Eine wichtige Voraussetzung für ein Swarm-Grid ist, dass die Komponenten über den aktuellen Netzzustand informiert sind. Diesen sollen sie möglichst selbständig aus physikalischen Messungen ermitteln. Daher ist das Thema Netzzustandsmessungen unmittelbar mit der Struktur eines Swarm-Grids verknüpft.

Projekte:

PROGRESSUS: Elektroniksysteme für die Energieversorgungsinfrastruktur der nächsten Generation

Video und Audio

> Illustration des Ladesäulen-Konzeptes

> Interview im DLF - Deutschlandfunk (Länge 6'16")

Publikationen und Vorträge:

Konzept

Eberhard Waffenschmidt,
"SwarmGrid - Intelligente Ladestationen für die Elektromobilität",
Vortrag bei Industry Forward Expo, online, 26.10.2023

Eberhard Waffenschmidt,
"Swarm Grids – dezentrale Stromnetzsteuerung für wirklich schlaue Stromnetze",
Vortrag und Präsentation bei Seminarwoche "Die Energiewende erfolgreich umsetzen! Null Emissionen bis 2030", Landvolkshochschule Freckenhorst, 28.3.2022.

Eberhard Waffenschmidt,
"Welche Netzstrukturen braucht das Energiesystem der
Zukunft und was muss dafür heute angepasst werden?
",
Präsentation, SPD-Klimaforum, online, 31.Jan.2022

Eberhard Waffenschmidt, Christian Hotz, Sergej Baum, Ingo Stadler,
"Swarm Grids - Verteilte Stromnetzsteuerung für verteilte erneuerbare Energieerzeugung",
Tagung Zukünftige Stromnetze 2022, 26. - 27. Januar 2022, online

Eberhard Waffenschmidt,
"Grundlagen, Nutzen und Planung zellularer Energiesysteme - Chancen und Herausforderungen",
Online-Vortrag bei "Die Zukunft industrieller Eigenversorgung - Vom Campus-Netz zur Energiezelle", organisiert durch Bayern Innovativ, 23.6.2021

Eberhard Waffenschmidt,
"Swarm Grids - Distributed power grid control for distributed renewable power generation"
Keynote presentation at 11th International 100% Renewable Energy Conference (IRENEC 2021), 20.-22. May 2021

Eberhard Waffenschmidt,
"Sind unsere Netze für die Energiewende ausreichend?",
Öffentlicher Online-Vortrag für den Solarenergie-Förderverein-Deutschland e.V. (SFV) beim Klimabündnis Hamm, 14.4.2021.

Netzzustands-  und Topologie-Schätzung

Patrick Mack, Markus de Koster, Patrick Lehnen, Eberhard Waffenschmidt, Ingo Stadler,
"Power Quality State Estimation in Verteilnetzen auf Basis Neuronaler Netze",
Poster-Präsentation bei ETG CIRED Workshop 2023 (D-A-CH), München, 29.11.2023

Markus de Koster,
"Power Quality State Estimation in Distribution Systems Based on Neural Networks",
Masterarbeit TH-Köln, 30.Okt.2023

Eberhard Waffenschmidt, Markus de Koster, Christian Hotz, Sergej Baum, Ingo Stadler,
"Decentralized Grid Control Using Power Grid State Estimation",
CIRED 2023 - 27th International Conference on Electricity Distribution, Rome, Italy, 12.-15.Jun.2023, Paper No. 11419

Markus de Koster,
"Grid State Estimation in Swarm Grids",
Masterprojekt TH-Köln, 14.3.2023

Patrick Lehnen,
"Neuronale Netzwerke zur Topologieschätzung von Stromnetzen",
Masterarbeit TH-Köln, 29.3.2022.

Niklas Schauff,
"Analyse der Auswirkung der Messwertverfügbarkeit im Mittelspannungsnetz auf die Netzzustandsschätzung der höheren Entscheidungs- und Optimierungsfunktionen",
Bachelorarbeit TH-Köln, extern durchgeführt, 3.4.2022

Leon Philipp Schaaf,
"Simulation zur koordinierten Netzzustandsbestimmung durch Schaltgeräte von steuerbaren Lasten",
Masterarbeit TH-Köln, 15.Apr.2021.

Leon Philipp Schaaf,
"Determination of power grid parameters between two electric mobility charging stations by measuring current and voltage",
Masterprojekt, TH-Köln, Okt. 2020

Spannungswinkelmessung

Ashraf Ishag,
"Entwurf einer Schaltung zur Spannungsphasenwinkelmessung in großflächigen, elektrischen Netzen",
Praxisprojekt, TH-Köln, 14.5.2023.

Marius Kleinbach,
"Inbetriebnahme des Raspberry Pi als Spannungsphasenwinkel Messgerät",
Projektarbeit TH-Köln, 15.3.2023.

Christian Hotz, Tim Schäfer, Ashraf Ishag, Ahmed Omer, Sergej Baum, Ingo Stadler, Eberhard Waffenschmidt,
"Konzept eines kostengünstigen GPS-synchronisierten Spannungsphasenwinkelmesssystems für Smart-Grid-Applikationen",
Tagung Zukünftige Stromnetze 2023, Berlin, 25.-26.Jan.2023

Martin Gut ,
"Softwareentwicklung eines Messsystems zur Spannungswinkelmessung auf Basis von Spannungsnulldurchgangsdetektion",
Bachelorarbeit TH-Köln, 28.Sep.2021

Malte Seldschopf,
"Entwicklung eines Messsystems zur Bestimmung des Phasenwinkels der Netzspannung",
Bachelorarbeit TH-Köln, 3.Juni 2019

Eberhard Waffenschmidt, Patrick Littau, Christian Pelikan,
"Evaluation of syncrophasor use in distribution grids to estimate the regional grid state",
ETG Congress 2017, Bonn, 28.-29. Nov. 2017.

Eberhard Waffenschmidt,
"Dezentrale Messungen des Netzzustandes",
Tagung "Zukünftige Stromnetze für Erneuerbare Energien", Berlin, 30.-31.Jan.2018

Netzimpedanz

Eberhard Waffenschmidt,
"Decentralized measurements of the grid state",
Presentation at 7th International Energy and Sustainability Conference 2018 (IESC 2018), Cologne, 17.-18. May 2018

Kunal Kumar Saraf,
"Impedance Measurement for Future Electricity Grid",
Masterarbeit TH-Köln, 10.Feb.2018.

Kommunikation

Johannes Kruse,
"Einsatz von Powerline-Communication (PLC) in wechselrichtergestützten Microgrids",
Bachelorarbeit TH-Köln, 7.Feb.2023

Laden von Elektroautos

André Ulrich, Sergej Baum, Ingo Stadler, Christian Hotz and Eberhard Waffenschmidt,
"Maximising Distribution Grid Utilisation by Optimising E-Car Charging Using Smart Meter Gateway Data",
Energies 16, no. 9: 3790, Apr.2023.
https://doi.org/10.3390/en16093790

Johannes Kruse,
"Protyptische Implementierung eines Lastausgleichs- und Steuerungssystems für Niederspannungsnetze",
Projektarbeit TH-Köln, 29.3.2023.

André Ulrich,
"Algorithmus zur optimierten Ladung von Elektrofahrzeugen in einem gemeinsamen Netzzweig",
Masterarbeit, Technische Hochschule Köln, 12.09.2022

Netzregelung

Eberhard Waffenschmidt
"Decentralized grid control",
International Renewable Energy Conference (IRENEC 2016), 26.-28.May 2016, Istanbul, Turkey.


E.Waffenschmidt, 21.Dez.2023