@inproceedings{MuehlbauerRablRottengruber, author = {M{\"u}hlbauer, Christian and Rabl, Hans-Peter and Rottengruber, Hermann}, title = {Akustische Optimierung von mechatronischen Direkteinspritzsystemen und Analyse der Auswirkungen auf die Robustheit im Systembetrieb}, series = {Motor- und Aggregate-Akustik: 11. Magdeburger Symposium, Tagungsband}, volume = {11}, booktitle = {Motor- und Aggregate-Akustik: 11. Magdeburger Symposium, Tagungsband}, publisher = {Otto-von-Guericke-Universit{\"a}t}, address = {Magdeburg}, doi = {10.25673/36611}, pages = {32 -- 51}, abstract = {The tightening of the emission legislation and political and social demands for sustainable mobility are forcing the automotive industry to develop complex, high precision mechatronic drive systems. The increasing precision of mechatronic components generally leads to an increase in structural excitation and thus to a rise in noise. The socalled ticking of the fuel injection system has a rather low sound pressure level compared to the residual engine noise. Nevertheless, the impulsive and high frequency noise character leads to a decline concerning the perception of comfort and sound quality. In order to identify the sound quality of fuel injection systems as a frontloading measure, a system test bench has been developed which represents the structureborne and airborne sound radiation of the stand-alone injection system in a close to series configuration. In this paper, measures for the acoustic optimization of injection systems and their effects on the robustness of the system are discussed. The focus is on engine idling, since at this operating point the ticking of the injectors and the high-pressure pump can be perceived most clearly due to the low masking effects of other noise sources. For this purpose, the injection parameters were measured during full engine operation and transferred to the system test bench. By using a special development control unit, it was possible to modify the parameters, quantify their influence on the acoustic behavior and, based on this, define NVH optimized control strategies. For the robustness evaluation of the NVH optimized control strategies, key functions of the injection system were analyzed under varying boundary conditions in system operation on an injection rate test bench.}, language = {de} } @inproceedings{SchneiderMuehlbauerSittletal., author = {Schneider, Sebastian and M{\"u}hlbauer, Christian and Sittl, Christopher and Rottengruber, Hermann and Rabl, Hans-Peter and Wagner, Marcus and Verhey, Jesko L.}, title = {Tickerger{\"a}uschanalyse an einem Otto-DI-Motor mittels empirischer Bewertungsformel}, series = {Motor- und Aggregate-Akustik: 11. Magdeburger Symposium, Tagungsband}, booktitle = {Motor- und Aggregate-Akustik: 11. Magdeburger Symposium, Tagungsband}, editor = {Rottengruber, Hermann and Luft, Tommy and Schneider, Sebastian}, publisher = {Otto-von-Guericke-Universit{\"a}t}, address = {Magdeburg}, isbn = {978-3-948749-02-6}, doi = {10.25673/36611}, pages = {65 -- 86}, abstract = {Beim Kauf eines Pkw wird der akustische Qualit{\"a}tseindruck eines Fahrzeugantriebstrangs stetig relevanter. Die wahrgenommene Ger{\"a}uschqualit{\"a}t des Motoraggregates nimmt hierbei eine Schl{\"u}sselrolle ein. Aufgrund der Auspr{\"a}gung einzelner St{\"o}rger{\"a}usche wird jene Ger{\"a}uschqualit{\"a}t negativ beeinflusst. Diese als unangenehm empfundenen Ger{\"a}uschkomponenten gilt es im Rahmen der Fahrzeugentwicklung weiter zu reduzieren, wobei die Identifikation und Bewertung st{\"o}render Ger{\"a}uschanteile am Motorgesamtger{\"a}usch Voraussetzungen f{\"u}r eine effektive Akustikoptimierung sind. Vor allem das impulshafte Tickerger{\"a}usch wird bei Otto-DI-Motoren als besonders l{\"a}stig eingestuft, weswegen dieser Beitrag darauf abzielt, die tickernden Ger{\"a}uschanteile aus dem Gesamtger{\"a}usch zu analysieren und zu bewerten. Hierzu wurde eine empirische Formel entwickelt, welche die tickernden Ger{\"a}uschanteile in ihrer Intensit{\"a}t in Grenzen einstufen kann. Diese ist rein empfindungsbasiert und besteht aus der Impulshaftigkeit, der Lautheit sowie der Sch{\"a}rfe des Motorgesamtger{\"a}usches. Wie auch bei anderen psychoakustischen Bewertungsskalen wurde die Benotung von 1 (sehr tickernd) bis 10 (nicht tickernd) vorgenommen. Anhand von H{\"o}rversuchen mithilfe einer Expertenjury konnte die Tickerger{\"a}uschbewertungsformel anschließend verifiziert werden. Hiernach kann pr{\"a}zise ausgesagt werden, in welchen Motorkennfeldbereichen das Tickerger{\"a}usch die Angenehmheit des Motorgesamtger{\"a}usches untergr{\"a}bt.}, language = {de} } @inproceedings{BruecklWildfeuerSchaechinger, author = {Br{\"u}ckl, Oliver and Wildfeuer, M. and Sch{\"a}chinger, J.}, title = {Systemdienstleistungen durch Biogasanlagen}, series = {Biogas in der Landwirtschaft - Stand und Perspektiven: 7. FNR/KTBL-Onlinetagung 29.-30.09.2021, Darmstadt}, booktitle = {Biogas in der Landwirtschaft - Stand und Perspektiven: 7. FNR/KTBL-Onlinetagung 29.-30.09.2021, Darmstadt}, address = {Darmstadt}, isbn = {978-3-945088-83-8}, pages = {92 -- 101}, subject = {Biogasanlage}, language = {de} } @inproceedings{JupkeReindlMeieretal., author = {Jupke, Michael and Reindl, Andrea and Meier, Hans and Niemetz, Michael}, title = {Bidirectional DC-DC Converter with Digital Droop Parameterization}, series = {26th 2021 International Conference on Applied Electronics (AE): 7-8 Sept. 2021 Pilsen, Czech Republic}, booktitle = {26th 2021 International Conference on Applied Electronics (AE): 7-8 Sept. 2021 Pilsen, Czech Republic}, editor = {Pinker, Jiř{\´i}}, publisher = {Institute of Electrical and Electronics Engineers}, isbn = {978-80-261-0972-3}, doi = {10.23919/AE51540.2021.9542920}, pages = {1 -- 6}, abstract = {The key for decentralized battery systems is a robust and communication-less control strategy for autonomous power sharing of parallel-connected DC-DC converters. Battery systems improve the reliability and quality of power supply in renewable energy systems and enable power supply for off-grid, mobile applications, including islanded grids, home storage, and electric vehicles. In many cases, components with different electrical properties require different voltage levels. An adaptation is consequently essential and is normally implemented in DC grids for the batteries via bidirectional DC-DC converters. The power flow in both directions can thus be ensured. To achieve a power distribution in parallel connected DC-DC converters, a droop control in the form of a virtual internal resistor can be used. This paper presents a novel approach of a DC-DC converter with a digitally parameterizable droop resistor, whose voltage regulation is based on an analog operational amplifier circuit to ensure low delays and robustness. The droop resistor is adjusted with a microcontroller, which offers the possibility to apply a higher-level control for load sharing via an interface. Mathematical correlations are used to clearly define the parameters of the control. Furthermore, the circuit was completely simulated and tested in the hardware setup. The shown results verify the functionality and indicate only minor deviations. Therefore, this circuit is important for future use in distributed battery systems.}, language = {en} } @inproceedings{ReindlSingerMeieretal., author = {Reindl, Andrea and Singer, Thomas and Meier, Hans and Niemetz, Michael and Park, Sangyoung}, title = {Framework to Test DC-DC Converters Developed for a Decentralized Battery Management System}, series = {2021 International Conference on Applied Electronics (AE): 7-8 Sept. 2021, Pilsen, Czech Republic}, booktitle = {2021 International Conference on Applied Electronics (AE): 7-8 Sept. 2021, Pilsen, Czech Republic}, publisher = {IEEE}, doi = {10.23919/AE51540.2021.9542882}, pages = {1 -- 6}, abstract = {DC- DC converters control the power flow and thus the power distribution between the components on different voltage levels. They are essential for (dis)charging batteries and influence the safety and stability of the entire battery management system (BMS). Therefore, testing the functionality and the reliability of DC-DC converters is crucial. This is especially true for decentralized battery management systems (DBMS), where multiple nodes communicate to collectively control the system. The used DC-DC converters are modified to parameterize them during operation via microcontroller interfaces. Integrating the communication into the control loop requires an analysis of the control behavior due to additional delays. Therefore, this paper proposes a framework to test DC-DC converters considering the control and communication perspectives. The response time, the control accuracy and stability of these DC-DC converters, e.g., under continuous and abrupt load changes, are measured in automated tests. The dedicated software framework simulates the DBMS and stimulates the hardware components (e.g. electronic loads, data acquisition) via respective interfaces (CAN, RS232). This allows the test of various DC-DC converters with flexibly adaptable load and power generation profiles. An initial application validates the test framework by verifying the aforementioned aspects and thus the applicability of a DC-DC converter within the DBMS.}, language = {en} } @inproceedings{ReindlMeierNiemetzetal., author = {Reindl, Andrea and Meier, Hans and Niemetz, Michael and Park, Sangyoung}, title = {Decentralized Battery Management System with Customized Hardware Components}, series = {IEEE 19th Student Conference on Research and Development (SCOReD), Sustainable Engineering and Technology towards Industry Revolution: 23-25 Nov. 2021, Kota Kinabalu, Malaysia}, booktitle = {IEEE 19th Student Conference on Research and Development (SCOReD), Sustainable Engineering and Technology towards Industry Revolution: 23-25 Nov. 2021, Kota Kinabalu, Malaysia}, publisher = {IEEE}, doi = {10.1109/SCOReD53546.2021.9652737}, pages = {350 -- 355}, abstract = {With an increasing number of sold electric vehicles (EVs), a large number of used batteries will be at disposal. How to deal with these resources is one of the major challenges in reducing the environmental impact of batteries throughout their entire life cycle. Heterogeneous cell parameters due to the different usage histories are a challenge for second-life use. The effort and cost of remanufacturing required to test and assemble a new battery pack is a further concern. Systems that combine battery packs/modules without full reassembly offer advantages such as cost and reusability. A decentralized battery management system (DBMS) provides a suitable architecture for such systems involving different types of batteries. In this paper, an architecture for a decentralized, battery state-dependent control is shown. The proposed DBMS supports various types of batteries, is scalable and flexibly adaptable for a wide range of applications. Despite the significant advantages, there are increased requirements to meet for the hardware implementation and the applied control strategies. Therefore, the necessary hardware components and their requirements are described and the hardware implementations are provided.}, language = {en} } @inproceedings{SchubertLeeOoi, author = {Schubert, Martin J. W. and Lee, Wai-Kong and Ooi, Boon Yaik}, title = {Quantization and Sampling Effects in Fast Digitally Controlled Switch-Mode DC/DC Buck Converters}, series = {2021 IEEE Industrial Electronics and Applications Conference (IEACon): 22.11.2021 - 23.11.2021, Penang, Malaysia}, booktitle = {2021 IEEE Industrial Electronics and Applications Conference (IEACon): 22.11.2021 - 23.11.2021, Penang, Malaysia}, publisher = {IEEE}, isbn = {978-1-7281-9253-6}, doi = {10.1109/IEACon51066.2021.9654272}, pages = {56 -- 61}, abstract = {Software-defined control of DC/DC switch mode power converters features unequaled flexibility compared to analog control. For fast switching converters as recently used for low power applications, digital control may cause steady-state oscillations known as limit cycles. This effect based on a quantized duty cycle is compared to other aberrations such as output ripple voltage, which is inherent to any pulse-width modulator. A distinction is made between DC and AC errors. The latter are divided into synchronous and asynchronous output voltage disturbances. Synchronous AC errors are composed of the switching frequency and its harmonics.}, language = {en} } @inproceedings{CroceDiamantidisSykora, author = {Croce, Valeria and Diamantidis, Dimitris and S{\´y}kora, Miroslav}, title = {Planning post earthquake surveys: assessments and reconstruction of small historical centres}, series = {1st IABSE Online Symposium 2020, Synergy of culture and civil engineering - history and challenges: Wrocław, Poland, 7-9 October 2020, Proceedings}, booktitle = {1st IABSE Online Symposium 2020, Synergy of culture and civil engineering - history and challenges: Wrocław, Poland, 7-9 October 2020, Proceedings}, editor = {Bien, Jan}, publisher = {Curran Associates Inc}, address = {Red Hook, NY}, isbn = {978-1-7138-2387-2}, pages = {332 -- 339}, abstract = {The contribution presents a methodological procedure for the management and planning of interventions after earthquake events in small historic centres. Reference is made to the case study of Castelluccio di Norcia, a village in the Apennine Mountains affected by the seismic sequence that hit Central Italy in 2016. The earthquake risk of the area and the damaging events of 2016 are critically reviewed. The implementation of cognitive analysis and the application of advanced survey techniques involving the use of nmanned Aerial Vehicles (UAVs) for the purposes of emergency management and monitoring of damaged areas are analysed. The outcomes, combined with the direct involvement of the local population, represent a complete and integrated approach allowing the definition of a) possible intervention strategies, b) related decision criteria and c) practical recommendations for the reconstruction and regeneration of Castelluccio, and, in general, of small historic centres damaged by catastrophic events.}, language = {en} } @inproceedings{GrabRauchGoetzetal., author = {Grab, Robin and Rauch, Johannes and G{\"o}tz, Rebekka and Br{\"u}ckl, Oliver and Eichner, Stefan and Engel, Bernd}, title = {Q-Dynamik: Blindleistungsstellgeschwindigkeiten im Verteilnetz}, series = {Zuk{\"u}nftige Stromnetze: 27.-28. Januar 2021, 03.-04. Februar 2021, Tagungsunterlagen}, booktitle = {Zuk{\"u}nftige Stromnetze: 27.-28. Januar 2021, 03.-04. Februar 2021, Tagungsunterlagen}, publisher = {Conexio-PSE GmbH}, address = {Pforzheim}, isbn = {978-3-948176-12-9}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58762}, pages = {46 -- 55}, abstract = {Mit der Energiewende geht eine starke Dezentralisierung der Energieeinspeisung einher. So sind im Deutschland des Jahres 2020 rund 31.000 Windenergieanlagen (WEA) in Betrieb, w{\"a}hrend bei der Solarenergie vor kurzem die zweimillionste Photovoltaik-Anlage (PVA) installiert wurde. Fast alle diese dezentralen Energieressourcen (DER) sind nach den Einspeiserichtlinien der Vergangenheit und der Gegenwart in der Lage, Blindleistung bereitzustellen, um die Spannung im Netz zu regeln und zum Blindleistungsausgleich beizutragen. Weitere potentielle dezentrale Blindleistungsquellen wie Blockheizkraftwerke, Kompensationsanlagen und perspektivisch sogar Verbraucher und Speicher sind im Verteilnetz zu finden. Durch den stetigen R{\"u}ckbau konventioneller Großkraftwerke, welche dem {\"U}bertragungsnetz bisher als Blindleistungsquellen zur Verf{\"u}gung standen, bedarf es einer Untersuchung mit der Fragestellung, in welchem Maß die neue Erzeugungslandschaft auch in diesem Feld als Ersatz dienen kann. Ein m{\"o}gliches Hindernis f{\"u}r einen breitangelegten Einsatz von DER zu Zwecken des spannungsebenen{\"u}bergreifenden Blindleistungsmanagements ist mangelndes Wissen {\"u}ber die Regeldynamik dieser verteilten Blindleistungsquellen. {\"U}bertragungs- und Verteilnetzbetreiber, die DER aktiv f{\"u}r Blindleistungsausgleich oder statische Spannungsregelung einsetzen, geben in der Regel ihre Blindleistungsanforderungen in kleineren Stufen mit erheblichen Latenzzeiten zwischen zwei Schritten weiter. Bef{\"u}rchtet wird, dass schnellere Spr{\"u}nge in der Blindleistungsvorgabe zu instabilen Betriebszust{\"a}nden oder anderweitigen Fehlfunktionen im Netz f{\"u}hren k{\"o}nnen. Eine genauere Kenntnis der dynamischen F{\"a}higkeiten vorhandener Blindleistungsquellen sowie der Auswirkungen auf die Netzstabilit{\"a}t und den Netzschutz k{\"o}nnte dazu beitragen, die Geschwindigkeit der Blindleistungsbereitstellung zu optimieren und somit tempor{\"a}re Spannungsschwankungen und -verluste zu minimieren und die Spannungsstabilit{\"a}t insgesamt zu verbessern. Durch eine entsprechende Regelungs- und Einsatzstrategie kann ein optimales Zusammenspiel der verschiedenen Technologien zur Deckung der Blindleistungsbedarfe f{\"u}r unterschiedliche Zeitbereiche erzielt werden. Hierf{\"u}r ist eine genaue Kenntnis der Blindleistungsstellgeschwindigkeiten und des dynamischen Regelverhaltens erforderlich. Dieser Beitrag stellt dazu Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt „Q-Integral" vor. Um die relevanten Zeitkonstanten der Blindleistungsbereitstellung vollst{\"a}ndig aufzuf{\"u}hren, werden zun{\"a}chst typische Kommunikationszeiten f{\"u}r die {\"U}bermittlung von Sollwerten diskutiert. Anschließend werden Untersuchungen zu theoretischen und praktischen Reaktionszeiten verschiedener Blindleistungsquellen vorgestellt. Daf{\"u}r werden verschiedene Technologien wie Umrichter f{\"u}r PVA, Batteriespeicher und WEA sowie Synchrongeneratoren, die bei thermischen Kraftwerken die dominierende Technologie sind, betrachtet. Abschließend werden diese Werte mit realen Blindleistungsstellgeschwindigkeiten von ausgedehnten Wind- und Solarkraftwerken verglichen.}, language = {de} } @misc{Hartweg, type = {Master Thesis}, author = {Hartweg, Johanna}, title = {Analyse des Einflusses verschiedener Arbeitspunkte auf die wirkleistungsabh{\"a}ngige Spannungssensitivit{\"a}t an einem Mittelspannungsnetzknoten}, address = {Regensburg}, doi = {10.35096/othr/pub-5564}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55648}, school = {Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg}, pages = {76}, abstract = {Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt die Untersuchung der wirkleistungsabh{\"a}ngigen Spannungssensitivit{\"a}t an den Knoten eines Mittelspannungsnetzstranges. Hierf{\"u}r wird eine Reihe von Arbeitspunkten durch die Variation der Wirkleistungsentnahmen bzw. Einspeisungen an den Netzknoten sowie des Verschiebungsfaktors und der Spannungssollwertvorgabe am Bilanzknoten erzeugt. Die Ergebnisse zeigen eine direkte Abh{\"a}ngigkeit von der Spannung des untersuchten Netzknotens. Hierbei steigt die Sensitivit{\"a}t bei fallenden Spannungswerten. Diese k{\"o}nnen sowohl durch Wirk- und Blindleistungsbelastungen als auch durch eine ver{\"a}nderte Referenzspannung am Umspannwerk bedingt werden. Dar{\"u}ber hinaus liegt eine Beeinflussung durch die Wirkleistungsbelastung und deren Verteilung {\"u}ber den Netzstrang hinweg vor. Je h{\"o}her die Belastung der Leitung bis zum Knoten der Flexibilit{\"a}t ausf{\"a}llt sowie je st{\"a}rker sich die Last hin zu diesem Punkt verlagert, desto h{\"o}her ist die Sensitivit{\"a}t. Dies gilt ebenfalls f{\"u}r Arbeitspunkte mit gleichbleibender Spannung in den betrachteten Knoten. Des Weiteren wird die Anpassung eines multiplen linearen Regressionsmodells vorgenommen. Dieses erm{\"o}glicht eine Absch{\"a}tzung der Sensitivit{\"a}tswerte durch die Kenntnis einiger, die Belastungssituation des Netzes bestimmender Parameter.}, language = {de} }