VirtueGrid – Virtualisierung für resiliente und sichere Smart Grid Kommunikationsnetze
Die fortschreitende Digitalisierung der Stromnetze mit einer großen Anzahl an IKT-Komponenten zum Zwecke der breiteren Integration erneuerbarer Energien verlangt nach neuen Herangehensweisen für das Systemmanagement. Das Projekt VirtueGrid untersucht welche Potenziale dafür aus dem Einsatz von Virtualisierungstechnologie entstehen.
Für die Erschließung weiterer Potenziale zur Integration dezentraler und erneuerbarer Energiequellen sind Erweiterungen in der Stromnetzüberwachung und -Regelung sowie im dezentralen Energiemangement durch Digitalisierung unabdingbar. Der Einsatz von IKT-Technologie ermöglicht einerseits eine weitere Automatisierung der Steuerungsprozesse verlangt aber andererseits nach neuen Managementansätzen um hohe Komplexität und die große Anzahl an Komponenten beherrschbar zu machen. Eine einfache Skalierung der vorhandenen Systeme und Verfahren ist nicht ausreichend.
Virtualisierung der Steuerungssysteme und Kommunikationsnetze insbesondere durch Cloud Computing und Software-defined Networking bieten hier neue Potenziale. Entwicklungszyklen für neue Anwendungen wie Metering, Billing aber auch Monitoring werden erheblich verkürzt und das Deployment vereinfacht. Durch Virtualisierung wird erreicht, dass Systeme bestehend aus Komponenten unterschiedlicher Bauart, die über ein ganzes Stromnetz verteilt betrieben werden an einer zentrale Stelle konfiguriert und programmiert werden können.
Das Projekt VirtueGrid entwickelt die Konzepte um mit Virtualisierung die zukünftigen Anwendungen in Stromnetzen zu unterstützen. Drei Forschungsfragen werden dazu behandelt:
- Mit welchem Ansatz lässt sich der Konfigurationsaufwand bei der zuverlässigen und sicheren Integration zusätzlicher intelligenter Stromnetzkomponenten sowie Patch-Management mithilfe von Virtualisierung (scheinbar zentraler Konfiguration) minimieren?
- Auf welche Weise lässt sich bei freier Verschiebung von Prozessen dezentraler Regelungssysteme im IKT-Fehlerfall bis hin zum IKT-Ausfall die Systemzuverlässigkeit erhöhen bzw. kann Graceful degradation auf Anwendungsebene realisiert werden?
- Wie unterstützt Software-Defined Networking als ein Ansatz zur Netzwerk-Virtualisierung die Situationserkennung im IKT-Netz, d.h. die proaktive Erkennung von Überlast, Fehlern und Angriffen und wie kann eine schnelle Wiederherstellung der Telekommunikations-Konnektivität im Fehler- und Angriffsfall erfolgen?
Die entwickelten Konzepte werden in Simulation, Laborumgebung und Feldversuchen auf ihre Praxistauglichkeit in realen Umgebungen geprüft.
