Die Gestaltung der Netztopologie soll auf Micro-Grids aufbauen, also vielen kleinen Inseln, die voneinander unabhängig Strom zur Verfügung stellen können.

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Intelligente Netze Mit Smart Grids Blackouts entgegenwirken

26.09.2018

Wie robust urbane Infrastrukturen in Krisen sind, hängt vor allem von einer stabilen Stromversorgung ab. Für die Planung der intelligenten Netze der Zukunft ist dies eine Herausforderung. Denn in Smart Grids spielen nicht nur viele Komponenten zusammen, sie werden auch zunehmend automatisiert gesteuert und damit anfälliger für Störungen durch Cyber-Attacken oder Naturkatastrophen. Nun werden die Netze gestärkt.

Mit der zunehmenden Steuerung der Stromversorgung durch Informations- und Kommunikationstechnologien vergrößert sich auch die Angriffsfläche. Der Austausch von Daten über eine parallel laufende IKT-Infrastruktur ist die Voraussetzung für eine dezentrale, am Bedarf orientierte und ökonomische Stromversorgung, wie Smart Grids sie künftig ermöglichen sollen. Über die Manipulation dieser Daten können Hacker bereits heute Bedarfszahlen und Werte verändern und so eine vermeintliche Überlastung des Netzes herbeiführen oder auch einzelne Komponenten ausschalten, die Strom einspeisen sollen.

Stromversorgung auch in Extremsituationen sicherstellen

Mit Blick auf mögliche Cyber-Angriffe, aber auch auf andere Krisenszenarien wie Erdbeben oder Starkregen sollte laut dem KIT auf eine präventive Strategie, die bereits in der Planungsphase Risiken berücksichtigt und im Energiemanagementsystem implementiert werden soll. Sie soll in Echtzeit greifen, nicht erst bei einem Blackout, sondern bereits bei Strommangel-Szenarien, so genannten Brownouts. Hier setzt Sadeeb Simon Ottenburger, Wissenschaftler des KIT, an zwei Stellschrauben an. Freiheitsgrade bietet zum einen die Gestaltung der Netztopologie. Sie soll auf Micro-Grids aufbauen, also vielen kleinen Inseln, die voneinander unabhängig Strom zur Verfügung stellen können. Dies bietet unter anderem die Möglichkeit, kritische Infrastrukturen auf verschiedene Mikronetze zu verteilen. Ein solches Subnetz konnte zum Beispiel nach dem Erdbeben in Fukushima die Stromversorgung eines Universitätsklinikums sicherstellen.

Ausfall-Szenarien werden durchgespielt

Spielraum bietet zudem die Konfiguration der für die Stromverteilung wichtigen Komponenten innerhalb eines Micro-Grids, also der Erzeuger und Speicher sowie der Komponenten des IKT-Netzes selbst. Die Topologie eines Smart Grids, welche durch die Zerlegung in Micro-Grids und die Konfiguration der Einzelnetze im Wesentlichen bestimmt wird, soll als variabler Parameter in ein Simulationsmodell einfließen. Dieses kann für einzelne Modellstädte verschiedene Ausfall-Szenarien durchspielen und dabei sich ändernde Rahmenbedingungen und die Situation in anderen kritischen Infrastrukturen mit einbeziehen.

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