Abschlusstreffen des PROGRESS Projekts bei der PSI Software AG in Dortmund
Das Abschlussmeeting des PROGRESS (Erprobung kurativer Entlastungsmaßnahmen in Höchst- und Hochspannungsnetzen) Forschungsprojekts fand am 17.03.2026 statt und erreichte mit seiner Abschlusssitzung bei der PSI Software AG in Dortmund einen wichtigen Meilenstein. Projektpartner aus Wissenschaft und Industrie kamen zusammen, um das entwickelte System vorzustellen und zu validieren, womit die Projektphase offiziell abgeschlossen wurde.
Die Tagung bot Gelegenheit, die im Laufe des Projekts erzielten Fortschritte zu überprüfen und eine vollständig integrierte Echtzeitplattform für die fortschrittliche Überwachung und Steuerung moderner Stromversorgungssysteme vorzustellen. Neben technischen Präsentationen ermöglichte die Veranstaltung Diskussionen über die Systemleistung, Herausforderungen bei der Umsetzung und zukünftige Wege hin zum praktischen Einsatz.
Projektübersicht
Das PROGRESS-Projekt konzentrierte sich auf die Entwicklung einer experimentellen Echtzeitplattform für die großflächige Überwachung, den Schutz und die Steuerung (WAMPAC) sowie für die hybride Zustandsschätzung (HSE). Angesichts der zunehmenden Integration erneuerbarer Energiequellen und der wachsenden Komplexität der Systeme erfordern moderne Stromnetze schnellere, zuverlässigere und datengestützte Überwachungs- und Steuerungsstrategien.
Um diesen Herausforderungen zu begegnen, zielte das Projekt darauf ab, ein System zu entwerfen und zu validieren, das in der Lage ist, die Netzbedingungen kontinuierlich zu überwachen, Störungen im gesamten Netz zu erkennen und automatisierte Korrekturmaßnahmen auszulösen. Gleichzeitig ermöglicht die Plattform die Bewertung der Kommunikations- und Verarbeitungsleistung unter realistischen Betriebsbedingungen.
Integrierter Versuchsaufbau
Die an der OVGU entwickelte Versuchsplattform vereint Echtzeitsimulation, Kommunikationsinfrastruktur und Steuerungshardware in einer einheitlichen Architektur. Ein dynamisches Stromnetzmodell wird auf dem Echtzeitsimulator OPAL-RT ausgeführt und generiert sowohl synchronisierte PMU-Messdaten als auch herkömmliche SCADA-Daten. Diese Messdaten werden über die Plattform PSIcontrol/PSIconnect übertragen, die als zentrale Datenintegrationsschicht fungiert.
Auf der Überwachungsebene verarbeitet ein MATLAB-basierter Operator eingehende Datenströme und führt Überwachungs- und Regelalgorithmen aus. Die resultierenden Regelparameter werden an einen SEL Real-Time Automation Controller (RTAC) übertragen, der die Regelungslogik implementiert und direkt mit der simulierten Netzumgebung interagiert.
Das System integriert mehrere branchenübliche Kommunikationsprotokolle, darunter IEEE C37.118 für Synchrophasor-Daten und IEC 60870-5-104 für die SCADA-Kommunikation. Diese Architektur ermöglicht einen Regelkreis, in dem die Messwerterfassung, Datenverarbeitung und Regelungsmaßnahmen kontinuierlich in Echtzeit durchgeführt werden.
Abbildung 1: Laboraufbau für das PROGRESS-Projekt
Wichtigste Erfolge
Im Laufe des Projekts wurden mehrere wichtige Meilensteine erreicht. Ein Echtzeit-WAMPAC-Framework wurde erfolgreich implementiert, das die automatische Erkennung kritischer Netzzustände und die Ausführung von Korrekturmaßnahmen ermöglicht. Parallel dazu wurde ein hybrider Zustandsschätzungsansatz entwickelt, der hochfrequente PMU-Daten mit herkömmlichen SCADA-Messungen kombiniert, um die Beobachtbarkeit des Systems zu verbessern.
Das Projekt demonstrierte die Integration mehrerer Kommunikationsprotokolle innerhalb einer einheitlichen Systemarchitektur und validierte einen vollständigen End-to-End-Workflow, von der Messwerterfassung bis zur Ausführung von Steuerungsmaßnahmen. Darüber hinaus wurden dynamische Störungsszenarien analysiert, wodurch die Fähigkeit des Systems bestätigt wurde, transiente Netzverhalten zu verfolgen und darauf zu reagieren. Erste Auswertungen von Kommunikationsverzögerungen und Verarbeitungsleistung lieferten zudem wertvolle Erkenntnisse über die zeitlichen Einschränkungen von Echtzeit-Steuerungsanwendungen.
Highlights des Anwendungsfalls
Im Rahmen der WAMPAC-Implementierung wurde ein spezielles Schutzkonzept (Special Protection Scheme, SPS) entwickelt, das auf vorab berechneten Abhilfemaßnahmen basiert, welche aus einer Störfallanalyse abgeleitet wurden. Das System ist in der Lage, kritische Betriebszustände zu erkennen und Korrekturmaßnahmen in Echtzeit auszulösen, was sein Potenzial für einen schnellen und automatisierten Netzschutz unter Beweis stellt.
Darüber hinaus wurde das Framework zur hybriden Zustandsschätzung sowohl unter Verwendung des Extended Kalman Filter (EKF) als auch des Unscented Kalman Filter (UKF) validiert. Während simulierter Störungsszenarien verfolgten beide Methoden erfolgreich die Systemdynamik und unterstrichen damit die Vorteile der Kombination synchronisierter PMU-Daten mit langsameren SCADA-Messungen für eine genaue und zuverlässige Zustandsschätzung.
Abschließende Validierung in Dortmund
Während des Abschlussmeetings bei der PSI Software AG wurde das komplette System in einer integrierten Umgebung vorgeführt. Im Mittelpunkt der Validierung standen das Zusammenspiel zwischen Simulations-, Datenverarbeitungs- und Steuerungskomponenten sowie die Bewertung des Systemverhaltens und des zeitlichen Ablaufs.
Die Demonstration bestätigte die praktische Machbarkeit des entwickelten Ansatzes und unterstrich die Bedeutung einer koordinierten Kommunikation und Steuerung im modernen Netzbetrieb. Das Treffen hob zudem den Wert einer engen Zusammenarbeit zwischen akademischen Einrichtungen und Industriepartnern bei der Weiterentwicklung innovativer Lösungen für zukünftige Energiesysteme hervor.
Ausblick
Obwohl die Projektphase offiziell abgeschlossen ist, bleiben einige Aspekte für die weitere Entwicklung offen. Zukünftige Arbeiten werden sich auf die Optimierung der Systemlatenz, die Ausweitung des Ansatzes auf größere Netzmodelle und die Integration zusätzlicher Funktionen wie Cybersicherheit und prädiktive Regelungsstrategien konzentrieren.
Die Ergebnisse des PROGRESS-Projekts stellen einen bedeutenden Schritt hin zu einem widerstandsfähigeren, automatisierten und intelligenten Netzbetrieb dar und tragen dazu bei, die Lücke zwischen Forschung und praktischer Umsetzung zu schließen.
Abbildung 2: Forschungsgruppe des PROGRESS-Projektes