Virtuelle Kraftwerke müssen künftig die Aufgaben klassischer thermischer Kraftwerke übernehmen. Ein Forschungsprojekt soll sie dazu sicherer und resilienter machen.

 

Photovoltaik- und Windenergieanlagen, die vernetzt produzieren, sind vielfältigen Risiken ausgesetzt. Bereits eine kleine Störung in der IT oder der Anlagentechnik kann weitreichende Konsequenzen für die Funktionsfähigkeit − und damit auch das Netz − haben. Im Forschungsprojekt "SecDER" untersuchen sechs Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft, wie das Stromsystem mit virtuellen Kraftwerken resilienter werden kann.

In einem dezentralen Energiesystem arbeiten viele kleine und verteilte Anlagen zusammen, die von einem Leitsystem – dem virtuellen Kraftwerk – gemeinsam betrieben werden. Die dezentralen Einheiten kommunizieren über ein Smart Grid in Echtzeit und können dabei das Ziel von Cyberangriffen werden. Auch technisch ist der Betrieb anspruchsvoll, da im Anlagenpark ganz unterschiedliche Erzeugungs- und Speichertechnologien zum Einsatz kommen können.
 


Das vom Bundeswirtschaftsministerium mit 2,7 Mio. Euro geförderte Projekt hat am 1. April 2021 begonnen und ist auf eine Laufzeit von 36 Monaten ausgelegt. Gemeinsam entwickeln Forschende der Fraunhofer-Institute für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) und für Sichere Informationstechnologie (SIT) sowie der Hochschule Hannover in Zusammenarbeit mit Unternehmen wie Enertrag, Decoit oder Ane Energy ein Informationssystem für Störungen bei der dezentralen Stromversorgung.

Das Besondere an Sec-DER ist, dass es den physikalischen Betrieb und die Datenverarbeitung gleichermaßen in den Blick nimmt und in einer Anwendung bündelt. "Unser Ziel ist ein Sicherheitssystem, das dezentral verteilte Angriffe und technische Störungen erkennen und beheben kann. Um ein ganzheitliches Bild der IT-Sicherheitslage bereitzustellen, kommt es darauf an, Einzelmeldungen nach Relevanz und Dringlichkeit zu bewerten, übersichtlich zu aggregieren und Lösungsvorschläge zu machen", berichtet Stefan Siegl, Gruppenleiter Angewandte Energieinformatik am Fraunhofer IEE.

Konkret geht es darum, umfassend Daten zu erheben und in einem Big Data Store zur Verfügung zu stellen. "Die Vielzahl an Daten ist erforderlich, um Anomalien umfassend zu erkennen", erläutert Siegl. Auf dieser Basis kann dann in einem Virtual Lab ein Erkennungssystem für Angriffe und technische Störungen aufgebaut werden. Mit dieser Simulationsumgebung lässt sich das reale Verhalten der Anlagen virtuell nachbilden und es können Strategien zur resilienten Abwehr von Cyberangriffen und technischen Störungen bei virtuellen Kraftwerken erprobt werden. "Eine einfache Warnmeldung ist nur der erste Schritt. Wir möchten erreichen, dass das virtuelle Kraftwerk im Zusammenspiel mit dem Störfallinformationssystem SIS möglichst viele seiner Störungen eigenständig beheben kann", betont Siegl.