{"id":168858,"date":"2019-04-02T17:57:00","date_gmt":"2019-04-02T15:57:00","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=168858"},"modified":"2019-04-02T17:57:00","modified_gmt":"2019-04-02T15:57:00","slug":"kuenstliche-intelligenz-fehler-stromnetze","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/kuenstliche-intelligenz-fehler-stromnetze\/","title":{"rendered":"K\u00fcnstliche Intelligenz zur Erkennung von Fehlern in Stromnetzen"},"content":{"rendered":"

Strom und insbesondere die immer weiter steigenden Preise f\u00fcr Verbraucher sind momentan ein Riesenthema. Als Grund, dass Elektrizit\u00e4t immer teurer wird, geben die Versorger unter anderem den Umstieg auf erneuerbare Energien an. Genau diese neuen Stromquellen bringen aber auch Probleme mit sich, die auf den ersten Blick nicht offensichtlich sind.<\/p>\n

Bis vor nicht allzu langer Zeit wurde Strom ausschlie\u00dflich \u00fcber gro\u00dfe Kraftwerke erzeugt, mittlerweile sind zahlreiche dezentrale Stromquellen wie Windr\u00e4der, Wasserkraft, Photovoltaikzellen und dergleichen hinzugekommen, die sich auf die Stromnetze auswirken. Vor allem die Betreiber von \u00dcbertragungsnetzen stehen dadurch vor ganz neuen Herausforderungen und Fragen. Laufen relevante Netzparameter wie Phase oder Winkel aus dem Ruder? Gibt es Anomalien, also Abweichungen vom regul\u00e4ren Netzbetrieb? Oder sind Leitungen oder Kraftwerke sogar ausgefallen?<\/p>\n

Derartige Fragen k\u00f6nnen mit der \u00fcblichen Messtechnik nicht immer beantwortet werden. Deshalb wird diese Technik immer mehr um Phasormessungen, kurz PMU, und Digitalisierungstechnologien erg\u00e4nzt. So kann man die Amplitude von Strom und Spannung bis zu 50-mal pro Sekunde erfassen. Aus den so gewonnen Daten lassen sich verschiedene relevante Parameter wie Frequenz, Spannung oder Phasenwinkel ermitteln. Pro Tag kommen da schnell mal mehrere Gigabyte an Daten zusammen.<\/p>\n

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\u00a9 Pixabay<\/figcaption><\/figure>\n

Datenkompression: 80 Prozent der Daten einsparen<\/h3>\n

Wissenschaftler des Institutsteils Angewandte Systemtechnik AST des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB<\/a> in Ilmenau arbeiten derzeit daran, die Datenauswertung durch K\u00fcnstliche Intelligenz zu optimieren, gleichzeitig die Netzsicherheit zu erh\u00f6hen und die Strom\u00fcbertragung f\u00fcr die Zukunft fit zu machen.<\/p>\n

\u201eWir k\u00f6nnen bis zu 4,3 Millionen Datens\u00e4tze pro Tag automatisiert erfassen, komprimieren und \u00fcber Verfahren der K\u00fcnstlichen Intelligenz auswerten\u201c, sagt Prof. Peter Bretschneider, Leiter der Abteilung Energie am Fraunhofer IOSB-AST. Bisher waren die Forscher in der Lage, durch Komprimierungsverfahren 80 Prozent der Daten einzusparen. Die Daten k\u00f6nnen so einfacher gespeichert und auch schneller und effizienter ausgewertet werden.<\/p>\n

Datenauswertung: Automatisch und in Echtzeit<\/strong><\/h3>\n

Mit den Phasormessdaten konnten die Wissenschaftler dann in einem zweiten Schritt neuronale Netze \u2013 die Basis der K\u00fcnstlichen Intelligenz \u2013 anlernen, indem sie sie mit Beispielen typischer Betriebsst\u00f6rungen \u201ef\u00fctterten\u201c. Auf diese Weise lernten die Algorithmen, normale Betriebsdaten von bestimmten Betriebsst\u00f6rungen zu unterscheiden und exakt zu kategorisieren. Nach Abschluss der Trainingsphase konnten die neuronalen Netze bei den aktuellen Daten aus den Phasormessungen eingesetzt werden.<\/p>\n

Dank des Algorithmus werden die Daten nun in Echtzeit und automatisch ausgewertet, w\u00e4hrend eine Auswertung bisher nur im Nachhinein und manuell m\u00f6glich war. Der Algorithmus erkennt innerhalb von Millisekunden, ob eine Anomalie oder ein Fehler vorliegt und gibt zus\u00e4tzliche Auskunft \u00fcber Ort und Art der Betriebsst\u00f6rung.<\/p>\n

Was n\u00fctzt es, wenn die Autobahnen frei sind, doch die regionalen Stra\u00dfen permanent verstopft?<\/p><\/blockquote>\n

So steigt bei Ausfall eines Kraftwerks zum Beispiel automatisch die Last f\u00fcr die anderen Kraftwerke abrupt an. Durch die gestiegene Last werden die Generatoren langsamer und die Frequenz des Wechselstroms sinkt. Sinkt sie unter einen vorgegebenen Grenzwert, m\u00fcssen aus Gr\u00fcnden der Systemstabilit\u00e4t gegebenenfalls umgehend \u2013 in weniger als 500 Millisekunden \u2013 Netzabschnitte abgeschaltet werden. Da der Algorithmus seine Entscheidung innerhalb von 20 bis 50 Millisekunden trifft, bleibt gen\u00fcgend Zeit, um vollautomatische Gegenma\u00dfnahmen einzuleiten.<\/p>\n

Nachdem der Algorithmus bereits einsatzbereit ist, arbeiten die Forscher aktuell an der Steuerung und Regelung der Gegenma\u00dfnahmen. Die Entwicklung sei nicht nur f\u00fcr Betreiber gro\u00dfer, sogenannter \u00dcbertragungsnetze interessant, sondern auch f\u00fcr die der regionalen Verteilernetze, hei\u00dft es in Ilmenau. \u201eUm eine Analogie zum Verkehr zu ziehen: Was n\u00fctzt es, wenn die Autobahnen frei sind, doch die regionalen Stra\u00dfen permanent verstopft?\u201c, erl\u00e4utert Bretschneider.<\/p>\n

Vorhersage noch unbekannter Probleme<\/strong><\/h3>\n

Die Forscher wollen jedoch nicht nur bereits bekannten Probleme ber\u00fccksichtigen, sondern auch Anomalien, die bisher noch gar nicht auftreten und setzen auch hier auf KI. Sie arbeiten an der Kategorisierund derartier Ph\u00e4nomene und daran, die erforderlichen Algorithmen anhand digitaler Netzabbildungen zu entwickeln. \u201eGehen wir den Weg der erneuerbaren Energien weiter, kann dies k\u00fcnftig zu Ph\u00e4nomenen f\u00fchren, die wir derzeit noch nicht kennen\u201c, sagt Bretschneider.<\/p>\n

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Strom und insbesondere die immer weiter steigenden Preise f\u00fcr Verbraucher sind momentan ein Riesenthema. Als Grund, dass Elektrizit\u00e4t immer teurer wird, geben die Versorger unter anderem den Umstieg auf erneuerbare Energien an. Genau diese neuen Stromquellen bringen aber auch Probleme mit sich, die auf den ersten Blick nicht offensichtlich sind. Bis vor nicht allzu langer […]<\/p>\n","protected":false},"author":1660,"featured_media":508818,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":"","footnotes":""},"categories":[23253],"tags":[33038,30276,29732,33041,26213],"location":[],"article_type":[],"serie":[],"archives":[],"internal_archives":[],"reboot-archive":[],"class_list":["post-168858","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-nachhaltigkeit","tag-fraunhofer-institut-de","tag-ki-de","tag-kuenstliche-intelligenz-de","tag-solarstrom-de","tag-strom-de"],"blocksy_meta":[],"acf":{"subtitle":"","text_display_homepage":false},"author_meta":{"display_name":"Petra Wiesmayer","author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/petra-wiesmayer\/"},"featured_img":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/power-plant-344231_1920.jpg","coauthors":[],"tax_additional":{"categories":{"linked":["Nachhaltigkeit<\/a>"],"unlinked":["Nachhaltigkeit<\/span>"]},"tags":{"linked":["Fraunhofer Institut<\/a>","KI<\/a>","k\u00fcnstliche intelligenz<\/a>","solarstrom<\/a>","strom<\/a>"],"unlinked":["Fraunhofer Institut<\/span>","KI<\/span>","k\u00fcnstliche intelligenz<\/span>","solarstrom<\/span>","strom<\/span>"]}},"comment_count":"0","relative_dates":{"created":"Posted 7 years ago","modified":"Updated 7 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on April 2, 2019","modified":"Updated on April 2, 2019"},"absolute_dates_time":{"created":"Posted on April 2, 2019 5:57 pm","modified":"Updated on April 2, 2019 5:57 pm"},"featured_img_caption":"","series_order":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/168858","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1660"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=168858"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/168858\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media\/508818"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=168858"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=168858"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=168858"},{"taxonomy":"location","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/location?post=168858"},{"taxonomy":"article_type","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/article_type?post=168858"},{"taxonomy":"serie","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/serie?post=168858"},{"taxonomy":"archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/archives?post=168858"},{"taxonomy":"internal_archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/internal_archives?post=168858"},{"taxonomy":"reboot-archive","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/reboot-archive?post=168858"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}