Das Ziel des Pilotprojektes besteht in der Konzeption und Umsetzung einer einrichtungsübergreifenden, echtzeitfähigen Simulationsplattform für elektrische und cross-sektorale Energiesysteme. Die Grundlage bilden ausgewählte, bereits an der TU Ilmenau und am Fraunhofer IOSB-AST aufgebaute Labore, die jeweils Echtzeitsimulatoren als zentralen Baustein nutzen. Im Rahmen des Projekts sollen die Labore mit ihren jeweiligen Simulationinfrastrukturen informations- und kommunikationstechnisch zu einem standortübergreifenden echtzeitfähigen Simulationscluster verknüpft werden. Damit wird die Möglichkeit geschaffen werden, die am Standort Ilmenau vorhandene Rechenleistung der Echtzeitsimulatoren zu bündeln, um zukünftige Problemstellungen elektrischer und cross-sektoraler Energiesysteme flexibel abbilden, untersuchen und in Echtzeit simulieren zu können.

Zudem ermöglicht der geplante Einsatz von KI-Rechenclustern die Untersuchung bereits erkennbarer und noch ungelösten Forschungsfragen zum KI-basierten Engineering, zum selbstlernenden Energiemanagement, der KI-basierten Vorhersage und Entscheidungsfindung sowie zur selbstlernenden Anomalieerkennung.

Das Pilotprojekt widmet sich dabei den nachfolgenden Fragestellungen, die in Form von UseCase die Leistungsfähigkeit der standortübergreifenden Simulationplattform demonstrieren soll:

• Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen elektrischen Übertragungs- und Verteilernetzen für die dynamische Systemführung. Die Modellierung und Simulation der elektrischen Übertragungsnetze und deren Systemführung erfolgt an der TU Ilmenau. Die Abbildung der elektrischen Verteilernetze und deren Betriebsführung ist Simulationsgegenstand am Fraunhofer IOSB-AST.
• Modellierung und Untersuchung cross-sektoraler Energieversorgungssysteme im Quartiers- und Gebäudebereich. Diese Konstellation umfasst bspw. die jeweilige Modellierung und Simulation der Strom- und Wärmeversorgung der Quartiere TU Ilmenau und Fraunhofer IOSB-AST in Form digitaler Zwillinge als Grundlage für quartiersübergreifende Assistenzlösungen. Einsatz von KI-Rechencluster zur Analyse und Umsetzung aktueller wissenschaftlicher Trends der datengeriebenen Modellierungsansätze auch für komplexen Problemstellungen von cross-sektoralen Energiesystemen.
• Simulative Erweiterung der echtzeitfähigen Simulationsmodelle cross-sektoraler Energie-systeme im Quartiers- und Gebäudebereich um intelligente Sensorkonzepte. Hier soll untersucht werden, welche Sensorik in Verbindung mit intelligenten Verarbeitungsalgorithmen essenzielle Beiträge für das Monitoring und den optimalen Betrieb der sektorengekoppelten Energieversorgung im Quartier leistet.