In Teilprojekt 5 soll am Beispiel des Darmstädter Stromnetzes die effiziente Ausnutzung der bestehenden Mittelspannungsnetzinfrastruktur für energieoptimierte, interagierende Quartiere untersucht werden. Hierzu werden verschiedene Abhilfemaßnahmen für die Planung und den Betrieb von urbanen Mittelspannungsnetzen in realen Umsetzungsprojekten untersucht. Zunächst wird sich mit dem zellularen Aufbau und der Subsidiarität energieoptimierter, interagierender Quartiere beschäftigt. Dabei wird eine Quartierspeicherlösung fest in einem Wohnquartier installiert und die Bereitstellung vom lokalem Engpassmanagement für energieoptimierte Quartiere technisch und ökonomisch untersucht. Weiterhin wird ein Zustandsschätzer zur optimierten Betriebsführung des elektrischen Netzes entwickelt und umgesetzt.

Der Aufbau und die Analysen finden zunächst anhand des bereits vorhandenen Monitoring-Systems auf dem Campus Lichtwiese der Technischen Universität Darmstadt statt und werden anschließend auf energieoptimierte Quartiere ausgeweitet. Zudem wird das Potenzial von Ladeinfrastruktur und -standorten im Darmstädter Straßenbahnnetz untersucht. Grundlage bildet die in Teilprojekt 1 installierte DC-Schnellladesäule im Straßenbahnnetz. Die aus dem Testbetrieb resultierenden Erkenntnisse werden auf das gesamte Straßenbahnnetz überführt und Betreibermodelle für eine DC-Ladeinfrastruktur abgeleitet.

Anschließend wird die Netzzustandsschätzung auf städtische Mittelspannungsnetze übertragen. Dazu wird als Voraussetzung die optimale Messstellenplatzierung untersucht, die eine vollständige Beobachtbarkeit bei möglichst geringen Kosten bietet. Durch die Einbeziehung von Randbedingungen, wie das Erreichen einer definierten Genauigkeit der Zustandsschätzung und die Berücksichtigung bereits vorhandener Messstellen, soll den realen Gegebenheiten des städtischen Verteilnetzes in Darmstadt Rechnung getragen werden. Eine optimale Platzierung hinsichtlich der Robustheit gegenüber Topologieänderungen wird schließlich durch die Betrachtung von möglichen Fehlersituationen erreicht.