Multi-Resilienz - Resilienz in multimodalen Energiesystemen mit starker Durchdringung von IKT im Verteilnetz

Energieverteilungsnetze basieren zunehmend auf der wechselseitigen Verbindung von Infrastrukturen (Elektrizität, Gas, Nah-/Fernwärme, IKT): intelligente multimodale Energieverteilungssysteme (engl.: smart multimodal energy distribution systems (SMEDSs)). Einer der Schlüssel zur Transformation des Energiesystems hin zu einem hocheffizienten, auf erneuerbaren Energiequellen basierenden System, ist die Kopplung von Energiesektoren (Elektrizität, Wärme, Mobilität). Das Verteilungssystem wird über die nächsten Jahre und Jahrzehnte mit einem signifikanten Wachstum der Anzahl an verteilten Erzeugungsanlagen, Speichern und Lasten (bspw. Wärmepumpen, Elektrofahrzeuge, Power-to-Gas-Einheiten) konfrontiert sein. Die Überwachung und Steuerung einer großen Zahl solcher Energieeinheiten wird zunehmend auf Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) beruhen (Digitalisierung). Diese Entwicklung fördert die wechselseitige Abhängigkeit zwischen Elektrizitäts-, Gas-, Wärme- und IKT-Infrastrukturen in SMEDSs. Die wachsende Komplexität von intelligenten Infrastrukturen sowie deren wechselseitige Kopplung machen das Gesamtsystem störanfälliger, sowohl auf einer Intra- als auch auf einer Inter-System-Ebene. Das elektrische Energieversorgungssystem wird zunehmend näher an den zulässigen Auslastungs- und Spannungsgrenzen betrieben. Dies ist jedoch aufgrund erheblich häufigerer kritischer Lastflusssituationen nur unter Einsatz von IKT-Infrastruktur zur Überwachung und Steuerung möglich. Fälle IKT-seitige Angriffe auf Energie-Infrastrukturen sind bereits dokumentiert. Die Resilienz der Energieinfrastrukturen wird zu den wichtigsten Herausforderungen der Zukunft gehören. Aktuelle Forschung findet überwiegend auf dem Gebiet von Naturkatastrophen oder Cyberangriffen auf einzelne Infrastrukturen statt. Eine offene Forschungsfrage ist, wie Resilienz in multimodalen, wechselseitig verbundenen Infrastrukturen und ihre wechselseitige Abhängigkeit modelliert und wie die gesamtsystemische Resilienz verbessert werden kann. Dieses offene Forschungsfeld ist von äußerster Bedeutung für kritische Infrastrukturen und ist Gegenstand dieses Forschungsantrags.

Datum 1. 3. 2018 - 31. 3. 2021
Länderkürzel DE
Name der begünstigten Einrichtung Universität Passau
Projektleitung Lehrstuhl für Informatik mit Schwerpunkt Rechnernetze und Rechnerkommunikation
Verknüpfung www.fim.uni-passau.de
Förderrahmen & Förderprogramm Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Hybride und multimodale Energiesysteme: Systemtheoretische Methoden für die Transformation und den Betrieb komplexer Netze
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