Dieser Beitrag beschreibt die aktuellen und zukünftigen technischen Herausforderungen für die Umstellung des elektrischen Energiesystems auf eine nachhaltige, sichere und umweltfreundliche Bereitstellung und Nutzung von elektrischer Energie. Die Umstellung auf eine Energiewandlung aus Erneuerbaren Energien - nachfolgend Stromerzeugung genannt - führt zu einem starken Wandel des gesamten Energiesystems auf allen Spannungsebenen. Erneuerbare-Energien- Anlagen, insbesondere Wind- und Photovoltaik-Anlagen, werden in großem Maßstab angeschlossen. Der Anschluss dieser Anlagen erfolgt sowohl zentral und verbrauchsfern im Übertragungsnetz als auch dezentral bis in die Niederspannungsebene. Auch die Verbrauchsseite befindet sich im Wandel: Sektoren, die heute hauptsächlich durch fossile Brenn- und Kraftstoffe versorgt werden, z. B. Verkehr und Wärme, werden zunehmend elektrifiziert. Diese Veränderungen bedingen ein hoch flexibles und weitgehend automatisiertes Energiesystem zur Wahrung der Stabilität bei volatiler Stromerzeugung und zur Koordinierung des komplexer werdenden Energiesystems. Es ergeben sich neue Herausforderungen hinsichtlich der Stabilität und Systemführung in Netzen mit wenigen konventionellen Kraftwerken. Stabilitätsdefinitionen gehen zunehmend auf den steigenden Anteil von umrichterbasierten Anlagen und die damit einhergehenden Herausforderungen ein. Die Systemführung muss eine wachsende Anzahl von Erzeugungsanlagen und Speichern koordinieren. Nur mithilfe der Digitalisierung und Vernetzung des komplexer werdenden Energiesystems kann die Koordination der Anlagen und Auswertung der zunehmenden Datenmengen realisiert werden. Dazu müssen auch die Verteilnetze stärker automatisiert werden.