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Innovationen in der
Systemführung bis 2030

01 - TRANSNET
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Die Energiewende ist ein Kraftakt, auch für die Netzbetreiber, und vor allem für ihre Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in der Systemführung. Sie stehen für Systemstabilität – und das in einem Energiesystem, das immer höher ausgelastet, weniger planbar und deutlich komplexer geworden ist. InnoSys2030 hat uns viele wichtige Impulse gegeben, wie wir den neuen Herausforderungen sinnvoll begegnen können. Die Untersuchungen müssen jetzt über Pilotprojekte detailliert und konsequent vorangetrieben werden – wobei wir auch immer die Resilienz des Systems im Auge behalten. So leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag, um den Kraftakt Energiewende zu meistern.

Michael Jesberger
Chief Operating Officer
02 - westnetz
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Mit der Energiewende und dem Ausbau der erneuerbaren Energien steigen die Anforderungen an die Verteilnetze. Sie müssen Energieflüsse intelligent steuern. Damit das effizient gelingt, müssen wir die bestehende Netzinfrastruktur optimal auslasten und Flexibilitätsoptionen nutzen. Wie das im Gesamtsystem gelingen kann, hat InnoSys gezeigt. Wir müssen unsere Systemführung weiter entwickeln, um den steigenden Anforderungen zu begegnen - mit gezielter Mitarbeiterqualifikation und anwenderfreundlichen Assistenzsystemen. InnoSys2030 hilft uns die nächsten Themenschwerpunkte in der Systemführung zu erkennen und diese zu fokussieren.

Dr. Patrick Wittenberg
Geschäftsführer Westnetz GmbH
03 - EWE NETZ
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Die effiziente Nutzung des insgesamt verfügbaren Flexibilitätspotentials ist entscheidend für die zukünftige Ausgestaltung des Energiesystems – der Koordination zwischen Verteil- und Übertragungsnetz kommt dabei elementare Bedeutung zu. InnoSys 2030 war hier ein guter Schritt in die richtige Richtung, auf dem sich weiter aufbauen lässt.

Elfried Dieling
Leiter Asset Management
04 - 50Hertz
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Der klimaverträgliche Umbau unserer Industriegesellschaft ist eine Herkulesaufgabe. Im Zentrum steht hierbei der massive Ausbau der erneuerbaren Energien und ein deutlich beschleunigter Netzausbau. Das Gemeinschaftsprojekt InnoSys2030, das für „Innovationen in der Systemführung“ steht, hat den Grundstein gelegt für eine noch effizientere Auslastung des Stromnetzes als Ergänzung zum Netzausbau. Die sechs untersuchten Konzepte bieten dabei eine breite Basis für die Entwicklungen in den nächsten Jahren.

Dr. Dirk Biermann
Chief Markets & System Operations Officer
05 - Amprion
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InnoSys hat innovative Potenziale identifiziert und untersucht, um das Netz effizienter zu nutzen. Die hierzu notwendigen Konzepte müssen nun im Rahmen des stabilen Netzbetriebs erprobt und umgesetzt werden, um damit den Umbau des Energiesystems zu begleiten. Zur Nutzung der Potenziale bedarf es allerdings rechtlicher und regulatorischer Anpassungen.

Dr. Hendrik Neumann
Technischer Geschäftsführer / Chief Technical Officer
06 - TenneT
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Um die Energiewende voranzutreiben benötigen wir neben dem etablierten NOVA-Verfahren auch innovative Lösungen. Mit InnoSys 2030 zeigen wir Konzepte auf, wie vorhandene Netzkapazitäten noch besser genutzt werden können. Die Realisierung der Netzbooster ist ein erster wichtiger Schritt – weitere werden folgen. Netzbetreiber, Politik, Hersteller und Forscher müssen an einem Strang ziehen, um die Lösungen aus InnoSys umzusetzen.

Maarten Abbenhuis
Chief Operating Officer
07 - Siemens
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Die Art und Weise, wie Stromnetze betrieben werden, wird sich radikal ändern. Innovative Strategien zur Systemführung von Stromnetzen sind unumgänglich. Zentral ist hier einerseits der Einsatz moderner Software für die Netzplanung und den -betrieb. Andererseits nimmt die Bedeutung systemweit optimierter Prozesse weiter zu, die dabei helfen, die Energieversorgung sicherzustellen. Als weltweit führendes Unternehmen für Grid Software ist Siemens stolz, an dem innovativen Projekt Innosys 2030 mitgearbeitet zu haben. Im engen Austausch mit unseren Kunden können wir unser Produktportfolio noch besser auf die Bedürfnisse von Energieversorgern ausrichten. So tragen wir zu einer erfolgreichen Energiewende bei.

Sabine Erlinghagen
CEO Grid Software, Siemens Smart Infrastructure
08 - Fraunhofer FKIE
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Das Forschungsprojekt InnoSys 2030 zeigt, dass IT-Sicherheit bei der Energiewende von Beginn an als wesentliches Element mitberücksichtigt werden muss. Bereits in der konzeptionellen Phase der im Rahmen von InnoSys 2030 entwickelten kurativen Maßnahmen konnte das Fraunhofer FKIE im Bereich Cybersicherheit wertvolle Beiträge für die sichere Energieversorgung der Zukunft leisten. Auch bei der künftigen Umsetzung ist es unser Ziel, die Stromnetzbetreiber vertrauensvoll und wissenschaftlich zu begleiten.

Prof. Dr. Peter Martini
Institutsleiter Fraunhofer FKIE
09 - Avacon
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Die Energiewende ist in vollem Gange und stellt unsere Systemführung 24/7 vor die Herausforderung, in einem dynamischen Energiesystem immer mehr volatile Einspeisung aus erneuerbaren Energien zu ermöglichen, unter Beibehaltung der Robustheit des Systems. InnoSys 2030 verfolgt hier einen integralen Ansatz zwischen Übertragungs- und Verteilnetz und setzt wichtige Impulse, um zukünftig noch mehr Flexibilität im gesamten Energiesystem zuverlässig zur Verfügung zu stellen.

Frank Schwermer
Geschäftsführer Netztechnik
10 - FAU
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Die Transformation unserer Energieversorgung steht in den nächsten Jahrzehnten vor dem vermutlich revolutionärsten Umbruch seit der Elektrifizierung der Industriegesellschaften. Für das europäische Stromnetz besteht die Notwendigkeit, neue Technologien und Konzepte zu integrieren, ohne die Versorgungssicherheit zu reduzieren. InnoSys 2030 hat hierzu erhebliche Potentiale aufgezeigt, die es nun zu nutzen gilt. Die Netzführung der Zukunft braucht Entscheidungen in Echtzeit.

Prof. Dr.-Ing. Matthias Luther
Lehrstuhlinhaber
11 - Fraunhofer IEE
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Im Projekt InnoSys 2030 haben Netzbetreiber, Leitsystem-Hersteller und Forschungsinstitute gezeigt, welche zusätzlichen Potentiale des Stromtransportes durch innovative Konzepte in der Systembetriebsführung erschlossen werden können. Die Projektpartner identifizierten weiteren dringenden Forschungs- und Entwicklungsbedarf für Online-Assistenzsysteme zur Lastfluss-Optimierung und zur Sicherheitsbewertung. Solche Assistenzsysteme sollen einen höheren Auslastungsgrad ermöglichen und bei steigender Komplexität Ausfallrisiken verringern.

Dr.-Ing. Philipp Strauß
Stellvertretender Institutsleiter, Fraunhofer IEE, Bereichsleiter Netzstabilität und Stromrichtertechnik
12 - MITNETZ
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Mit über 90% der angeschlossenen Erzeugungsanlagen aus erneuerbaren Energien bildet das Verteilnetz in der Energiewende eine tragende Rolle. Um diese effizient zu nutzen und dabei die eigene Netz- und Systemsicherheit nicht zu gefährden, ist ein funktionierender, abgestimmter Informations- und Flexibilitätsaustausch zwischen ÜNB und VNB von größter Bedeutung. InnoSys 2030 ist es gelungen, dies für ein hochausgelastetes Stromnetz von morgen zu konzeptionieren. Diese Erkenntnisse sind sehr bedeutsam für das Gelingen der Energiewende.

Dirk Sattur
Technischer Geschäftsführer
13 - Netze BW
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Mit fortschreitender Energie-, Verkehrs- und Wärmewende müssen gerade die Verteilnetze auf allen Spannungsebenen enormes leisten. Innovative Netzführungskonzepte, wie sie im Projekt InnoSys 2030 entwickelt wurden, können auch in der Hochspannung eine optimierte Auslastung ermöglichen. Wir wollen untersuchen, ob wir dieses Potenzial für uns erschließen können und so erneuerbare Erzeugung, E-Mobilität und Wärmepumpen schnell und sicher ans Netz bringen.

Dr. Martin Konermann
Geschäftsführer Technik
14 - PSI
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InnoSys verband geschickt die Kompetenz der deutschen Netzbetreiber mit den Stärken der Industrie und der Kreativität der Wissenschaft. Diese Mischung ermöglichte eine ganzheitliche Betrachtung des zukünftigen Engpassmanagements – von der Bestandsaufnahme, der Problem- und Lösungsbeschreibung bis hin zur Erprobung im Feld. Der mutige Projektansatz von InnoSys hat uns dem Gelingen der Energiewende einen weiteren Schritt nähergebracht.

Dr.-Ing. Andreas Kubis
Divisionsleitung Produktentwicklung
15 - IAEW
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Die innovative Systembetriebsführung ist ein wesentlicher Baustein, um die Übertragungsnetze fit für die Herausforderungen der Energiewende zu machen. Im Projekt InnoSys2030 konnte die RWTH Aachen als Forschungspartner Beiträge liefern, Potentiale der kurativen Systemführung zu bestimmen, stabilitätsbedingte Einschränkungen bei höher ausgelasteten Netzen zu berücksichtigen sowie IT-Sicherheitsrisiken zu identifizieren.

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Albert Moser
Lehrstuhl für Übertragungsnetze und Energiewirtschaft, IAEW der RWTH Aachen
16 - TU Dortmund
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InnoSys bietet mit der Einführung des kurativen Engpassmanagements eine wichtige Stellschraube zur Höherauslastung von Stromnetzen ohne dabei deren Zuverlässigkeit zu gefährden. Weiteres dahingehendes Potential entstünde durch Einführung von kurativen Ad-Hoc-Maßnahmen. Deren weitere Untersuchung und zuverlässige Integration in den Stromnetzbetrieb ist Gegenstand unserer weiteren Forschung.

Dr. Ulf Häger
Oberingenieur, Institut für Energiesysteme, Energieeffizienz und Energiewirtschaft
17 - TU Ilmen
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InnoSys 2030 hat viele wichtige Grundsteine für den Paradigmenwechsel hin zu einem agilen, kurativen Betrieb des elektrischen Energiesystems gelegt. Die für die kurativen Systemführung notwendigen Einsatzkonzepte der bestehenden und zukünftigen Assets bieten hierfür einen guten Leitfaden einer praxistauglichen Umsetzung bis 2030. Als universitärer Partner konnte die TU Ilmenau Teile der Konzepte in einer Demonstratorplattform implementieren und erste Fragen des Praxisbetriebs beleuchten.

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dirk Westermann
Fachgebietsleiter, Fachgebiet Elektrische Energieversorgung
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Innovation in der Systemführung macht das Netz stark für die Energiewende

Nach mehr als drei Jahren intensiver Arbeit mit allen Partnern wurde das Forschungsprojekt InnoSys 2030 abgeschlossen. „InnoSys“ steht für „Innovationen in der Systemführung“. Die Expertinnen und Experten im Forschungsprojekt haben die Frage beleuchtet, welche Konzepte im Netz- und Systembetrieb geeignet sind, um das Stromnetz noch effizienter auszulasten. Die Prämisse dabei: Alle Maßnahmen müssen den hohen Standard an Systemsicherheit wahren.

Der Schlüssel für mehr Auslastung: Kurative Maßnahmen, leistungsflusssteuernde Betriebsmittel und mehr Automatisierung

Das zentrale Ergebnis des Projekts lautet: Ein koordinierter Einsatz von kurativen Maßnahmen und leistungsflusssteuernden Betriebsmitteln bei gleichzeitiger Erhöhung des Automatisierungsgrads macht eine höhere Auslastung des Netzes möglich und gewährt gleichzeitig weiter höchste System- und Netzsicherheit. Zudem können die Maßnahmen, die im Projekt InnoSys 2030 identifizierten wurden, den notwendigen Netzausbau wirkungsvoll ergänzen und das Stromnetz unterstützen. Den InnoSys-Untersuchungen zufolge können sichtbare Redispatch-Mengen eingespart und so die Kosten für die Engpassbereinigung reduziert werden. Damit leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung von Netzeingriffen.
Weitere Projektergebnisse finden Sie hier. 

Warum ist InnoSys so wichtig?

Mit der Beschleunigung der Energiewende und dem Ziel der Klimaneutralität in 2045, steigt die Belastung unserer Stromnetze perspektivisch sehr stark. Der Stromverbrauch in Deutschland wird sich bis 2050 nahezu verdoppeln. Die Gründe für diesen enormen Anstieg liegen in der Sektorenkopplung, zu der auch die Elektrifizierung der Bereiche Transport, Wärme und Industrie gehört. Um diese Sektoren mit Elektrizität zu versorgen, muss die regenerative Engerieerzeugung aus On- und Offshore-Windparks sowie aus Photovoltaik-Anlagen schnell hochskaliert werden. Dieser Anstieg von Erneuerbarer Energie bedeutet, dass wir zukünftig mehr Strom im Netz transportieren müssen. Die Konzepte aus dem InnoSys-Projekt tragen neben dem Netzausbau dazu bei, dass wir diese Herausforderung bestehen können.

Expertinnen und Experten von neun Übertragungs- und Verteilnetzbetreibern und zwei Herstellern von Leitsystemen entwickelten gemeinsam mit Wissenschaftlern von sechs Forschungseinrichtungen in sechs Teilprojekten praxistaugliche Konzepte. Unsere Ideen haben wir in umfangreichen Simulationen, Demonstratorumgebungen und Feldtests validiert, so dass sie im Anschluss auch wirklich im Netzbetrieb eingesetzt werden können.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz hat das Projekt mit fast zehn Millionen Euro gefördert.

Wir entwickeln die Systemführung von morgen.

Ausblick: drei Stufen zur Implemtierung von InnoSys 2030

Nach dem Projektabschluss im Dezember 2021 beginnt nun die Umsetzung der Ergebnisse. Dazu wurde die InnoSys-Roadmap entworfen. Die Implementierung soll in drei Entwicklungsstufen geschehen:

  • Stufe 1: Die Maßnahmen werden in Pilotprojekten in der Praxis erprobt,
  • Stufe 2: Weitere Maßnahmen werden eingebunden, Netzertüchtigungen umgesetzt und Weiterentwicklungen implementiert, um weitere kurative Potentiale zu heben,
  • Stufe 3: Anschließend wird das Werkzeug-Set in die Systemführung für den standardisierten Einsatz intergriert.

Die Umsetzung dieser drei Stufen erfolgt in den sechs Handlungsfeldern: Primärtechnik, Sekundärtechnik, Prozesse, Tools, IKT-Sicherheit und Regulatorik. Dies muss zudem durch notwendige begleitende Forschung und Produktentwicklung sowie die Anpassung des rechtlichen und regulatorischen Rahmens unterstützt werden. Beispiele hierfür sind etwa die Kostenanerkennung oder schnellere Genehmigungsprozesse.

Die Vision InnoSys gelingt nur gemeinsam, wenn Hersteller, Netzbetreiber, Politik und Regulierung jetzt an einem Strang ziehen und die Umsetzung starten!