FLAIR – Neue Energienetzstrukturen für die Energiewende
Elektrische Energietechnik
Das Projekt FLAIR hat zum Ziel, durch flexible Regelung und autarke Steuerung von Lasten wie Wallboxen und Wärmepumpen die Effizienz und Zuverlässigkeit lokaler Stromnetze zu verbessern. Der FLAIR-Algorithmus ermöglicht eine ausfallsichere Steuerung direkt über lokalgemessene Spannungen, unabhängig von potenziell unzuverlässigen Kommunikationsverbindungen, was besonders in Situationen mit Netzengpässen von großer Bedeutung ist.
Projektbeschreibung
FLAIR steht für „flexible Anlagen intelligent regeln“. FLAIR zielt darauf ab, durch eine Flexibilisierung des Verbrauchs die bestehenden Ressourcen der lokalen Stromnetze optimal zu nutzen.
In Zukunft sollen in Haushalten Steuersignale über eine LTE-Funkverbindung an das Smart Meter Gateway und die Steuerbox als zentrale Steuereinheit übersendet werden. So können steuerbare Verbraucher wie Wallboxen und Wärmepumpen bei Bedarf gedimmt werden. Reallabore haben gezeigt, dass es jedoch passieren kann, dass solche Funksignale nicht immer zuverlässig empfangen werden.
Hier setzt der FLAIR-Algorithmus an: Der FLAIR-Algorithmus ist in die Steuerbox integriert und reagiert auf die lokal gemessene Spannung am Hausanschlusspunkt. Somit ist die FLAIR-Lösung unabhängig von einer Kommunikationsverbindung und eine Absicherung für die zuverlässige Steuerung flexibler Lasten, falls diese nötig wird. Durch die autarke Steuerung flexibler Verbraucher auch ohne externe Steuerbefehle, ist dies eine ausfallsichere Lösung für ein effizienteres und sicheres Stromnetz.
Die von Kommunikationssignalen unabhängige Steuerlösung soll zukünftig immer dann zum Einsatz kommen, wenn eine Steuerung aufgrund eines Engpasses im lokalen Stromnetz erforderlich ist und das Steuersignal auf herkömmlichem Weg nicht durchdringt.
In der ersten Variante ist die dreiphasige Spannungs- und Strom Messung und die Datenverarbeitung, wie der dezentrale Algorithmus mit einem Raspberry Pi Zero realisiert worden. Die Steuerbefehle werden per Ethernet an die FNN konforme Steuerbox geschickt. Diese kann über die analogen Relais den Verbraucher ansteuern.
Die nachfolgende Variante vereint die Spannungsmessung, Logik sowie die analogen und digitalen Ausgänge.
Teammitglieder

FK04 – Elektrotechnik und Informationstechnik
ISES Institut für Nachhaltige Energiesysteme
AllgäuNetz GmbH & Co. KG
Avacon Netz GmbH
Bergische Universität Wuppertal (BUW)
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU)
Deutsche Umwelthilfe e.V. (DUH)
DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut (DVGW ebi)
E.ON
eMessage
Energiewirtschaftliches Institut an der Universtiät zu Köln (EWI)
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Germanwatch e.V. (GW)
Hitachi Energy
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
LEW Verteilnetz (LVN)
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Öko-Institut e.V.
OPAL RT Technologies
PSI Software AG - Software für Versorger und Industrie (PSI)
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH)
Siemens AG
Städtische Werke Borna Netz GmbH (SWBnetz)
Stadtwerke Augsburg (swa)
Stadtwerke Kiel AG (SW Kiel)
Stadtwerke Meebusch (stm)
Technische Universität Dortmund (TU DO)
Technische Universität Ilmenau (TUI)
TenneT TSO GmbH
Weser Netz Bremen
Westfalen Weser Netz (WWNetz)
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)