MESSE – Model-based Engineering and Validation Support for Cyber-Physical Energy Systems

Der massive Einsatz von verteilten Energieerzeugern in Form von erneuerbaren Energiequellen birgt große Chancen. Das Projekt MESSE widmet sich der Frage, wie der erhöhten Komplexität mit geeigneten Entwicklungsmethoden entgegengewirkt werden kann.

Die Einführung von Smart Grid Lösungen hat begonnen und neue Verfahren kommen in Energiesystemen zur Anwendung. Der massive Einsatz von verteilten Energieerzeugern in Form von erneuerbaren Energiequellen birgt große Chancen. Gleichzeit ist die Komplexität des Energiesystems durch volatile Energieträger, zusätzliche Komponenten (bspw. Batterien), dynamische Steueranwendungen und den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnik stark angestiegen. Das Projekt MESSE widmet sich der Frage, wie der erhöhten Komplexität mit geeigneten Entwicklungsmethoden entgegengewirkt werden kann.

Automatisierungs- und Regelungssysteme, die auf fortschrittlichen Informations- und Kommunikationstechnologien beruhen, sind die Schlüsseltechnologien im Umgang mit den neuen Herausforderungen. Das elektrische Energiesystem entwickelt sich von einem Einzelsystem zu einem System von Systemen. Die Umsetzung und Verwendung solch komplexer Systeme von Systemen ist verbunden mit einer deutlich erhöhten technischen Komplexität, die sich auch in erhöhten Lebenszykluskosten niederschlägt. Durch den Einsatz von geeigneten Methoden, Automationsarchitekturen und Werkzeugen besteht ein großes Optimierungspotential für den gesamten Entwicklungsprozess. Solch fortgeschrittene Methoden fehlen jedoch derzeit.

Ziele und Vorgehen: MESSE adressiert diese Schwächen durch die Entwicklung eines Konzepts für ein modell-basiertes Entwicklungssystem im Engineering- und Validierungsprozess. Es deckt alle Phasen des Engineeringprozesses von Smart Grid Anwendungen ab – vom Entwurf der Spezifikation und der Anwendungsfälle über die Validierung bis hin zur Ausrollung.

Erwartete Ergebnisse: Das Hauptergebnis ist ein formaler Ansatz für die Spezifikation, die automatisierte Erzeugung und Ausrollung von Anwendungscode und die Konfiguration von Smart Grid Anwendungen (Regelung, Kommunikation, SCADA), um den gesamten Engineeringprozess von cyber-physischen Energiesystemen zu verbessern. Dieser Ansatz wird mit einer automatisierten Test- und Validierungsmethodik für Smart Grid Anwendungen ergänzt, um deren Qualität zu erhöhen und das Fehlerrisiko in der Entwicklung der Anwendungen zu reduzieren.

Das im Projekt entwickelte modellgetriebene, automatisierte Entwicklungs- und Validierungssystem wird anhand von ausgewählten Smart Grid Anwendungen und Anwendungsfällen im Labor validiert werden. Diese Validierung wird zeigen, ob die potentiellen Vorteile des hoch innovativen MESSE Ansatzes wie erwartet zu einer drastischen Reduktion der Entwicklungs- und Validierungskomplexität, der Fehleranfälligkeit und des Aufwandes bei gleichzeitiger Erhöhung der Schnelligkeit und Skalierbarkeit der Entwicklung im Vergleich zu aktuellen Methoden führen.