„KI-Systeme sind Schlüssel, um Stromverbrauch und -erzeugung in Einklang zu bringen“. AI4Grids lädt zu Abschlusssymposium

Der Strombedarf steigt; das gilt als sicher. „Die Mobilitäts-, Wärme- und Energiewende kippt uns eine riesige Menge an neuen Verbrauchern und Erzeugern in die Stromnetze, wodurch der Stromverbrauch um das Fünffache ansteigt“, so Jan Etzel, erfahrener Netzexperte beim Stadtwerk am See, Friedrichshafen. Auf dem Abschlusssymposium des Forschungsprojekts AI4Grids an der HTWG diskutierten mehr als 140 Teilnehmerinnen und Teilnehmer die Herausforderungen der Energiewende und die Chancen von KI-Algorithmen für Betriebsführung, Netzplanung oder Prognosen. Eingeladen waren Vertreterinnen und Vertreter aus Hochschulen, Forschungsinstituten, von Netzbetreibern, Verbänden und Komponentenherstellern. „Im großen Interesse an der Tagung spiegeln sich sowohl die Aktualität des Themas als auch der Handlungsdruck, den vor allem Netzbetreiber aktuell erfahren“, sagte Prof. Dr. Gunnar Schubert, Vizepräsident Forschung, Transfer und Nachhaltigkeit der HTWG sowie Leiter des Forschungsprojekts AI4Grids im Rahmen des Symposiums.

KI-basierte Algorithmen bieten Lösungen für Netzsteuerung

Das Forschungsprojekt AI4Grids widmete sich über drei Jahre der Frage, wie die für die Energiewende benötigten Erzeuger und Verbraucher mittels intelligenter Netzbetriebsführung effizient in das Mittel- und Niederspannungsnetz integriert werden könnten. Die Idee: Algorithmen basierend auf künstlicher Intelligenz (KI) sollen die Planung und Betriebsführung von Stromnetzen auf Verteilnetzebene und von Microgrids („Inselnetzen“) unterstützen.

„Durch eine KI-basierte Netzsteuerung, können die flexiblen Verbraucher, wie Elektroladesäulen und Wärmepumpen, im Zusammenspiel mit den schwankenden regenerativen Erzeugern zur Lösung für die Energiewende werden“, sagte Prof. Schubert. Das bestehende Netz könne damit optimal ausgelastet werden, mögliche Kosten für einen anderenfalls notwendigen Netzausbau könnten verringert oder gar vermieden werden.

Profitiert hat das Projekt vor allem vom anwendungsorientierten Forschungsansatz der HTWG. „Durch die enge Zusammenarbeit mit unseren Praxispartnern können wir unsere Algorithmen mit Daten aus realen Quartieren und Echtzeit-Messungen evaluieren und so deren Einfluss auf den Netzbetrieb beurteilen“, sagte Marcel Arpogaus, akademischer Mitarbeiter im Projekt.

Breiter Konsens zur Wirksamkeit von KI

Über die Wirksamkeit von KI in Verteilnetzen waren sich die Expertinnen und Experten im Rahmen des Symposiums einig. „Wenn wir heute beginnen, auf smarte Netze zu setzen, können wir die Mehrbelastung durch den gestiegenen Stromverbrauch auf das Dreifache reduzieren“, betonte Jan Etzel. „KI-Systeme sind der Schlüssel, um zukünftig Verbrauch und Erzeugung in Einklang zu bringen und die Netze zu entlasten“, sagte Dr. Kristian Peter, Vorstand des renommierten Konstanzer Solarforschungsinstitutes ISC.

Zusätzlich zu den aktuellen Projektergebnissen wurden aktuelle Forschungsergebnisse und Praxisberichte aus den Themengebieten Netzbetriebsführung, Energiedatenmanagement und smarte Quartiere vorgestellt. Für die anschließende Diskussion und den fachlichen Austausch wurde viel Zeit eingeräumt – und der wurde auch von den Teilnehmenden sowohl in Präsenz auf dem Campus der HTWG als auch online ausgiebig genutzt. „Die Beiträge und Diskussionen waren auch in diesem Jahr wieder sehr bereichernd“, sagt Manuela Linke, akademische Mitarbeiterin im Projekt.

„Neben den wissenschaftlichen Fortschritten bei der Entwicklung der KI Methoden hat sich dieses Jahr auch nochmals das Bewusstsein für die Dringlichkeit der Transformation zu KI-gestützten smarten Netzen gesteigert“, fasst Prof. Dr. Gunnar Schubert die erfolgreiche Veranstaltung zusammen. Auch wenn die überwiegende Anzahl der Systeme bisher nur in Testumgebungen eingesetzt wurde, habe das Symposium erneut gezeigt, dass man auf dem gemeinsamen Weg wieder einige Schritte vorangekommen ist.

Zum Forschungsprojekt AI4Grids

Das Forschungsprojekt der HTWG mit dem Namen „KI-basierte Planung und Betriebsführung von Verteilnetzen und Microgrids zur optimalen Integration regenerativer Erzeuger und fluktuierender Lasten im Rahmen der Energiewende“ bzw. kurz „AI4Grids“ wird mit 2.530.830 Euro vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) im Rahmen der Förderinitiative „KI-Leuchttürme“ gefördert und endet Ende dieses Jahres. Neben der HTWG arbeiten das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, das International Solar Energy Research Center Konstanz e. V. (ISC Konstanz), die Stadtwerk am See GmbH & Co. KG, die Energiedienst AG sowie als assoziierter Partner die Stadtwerke Konstanz mit. Auf die HTWG allein entfällt eine Fördersumme von 670.000 €. Das Forschungsprojekt läuft noch bis Dezember 2023.