TY - CHAP A1 - Schubert, Martin J. W. A1 - Lee, Wai-Kong A1 - Ooi, Boon Yaik T1 - Quantization and Sampling Effects in Fast Digitally Controlled Switch-Mode DC/DC Buck Converters T2 - 2021 IEEE Industrial Electronics and Applications Conference (IEACon): 22.11.2021 - 23.11.2021, Penang, Malaysia N2 - 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. KW - aberrations due to digitization KW - digital pulse-width modulation (DPWM) KW - low power DC/DC buck conversion KW - output voltage sampling Y1 - 2021 SN - 978-1-7281-9253-6 U6 - https://doi.org/10.1109/IEACon51066.2021.9654272 SP - 56 EP - 61 PB - IEEE ER - TY - CHAP A1 - Croce, Valeria A1 - Diamantidis, Dimitris A1 - Sýkora, Miroslav ED - Bien, Jan T1 - Planning post earthquake surveys: assessments and reconstruction of small historical centres T2 - 1st IABSE Online Symposium 2020, Synergy of culture and civil engineering - history and challenges: Wrocław, Poland, 7-9 October 2020, Proceedings N2 - 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. Y1 - 2021 UR - http://toc.proceedings.com/57946webtoc.pdf SN - 978-1-7138-2387-2 SP - 332 EP - 339 PB - Curran Associates Inc CY - Red Hook, NY ER - TY - CHAP A1 - Hänninen, Risto A1 - Niemetz, Michael A1 - Schoepe, Wilfried T1 - Transition to turbulence in oscillatory superflows T2 - ETC 2013 - 14th European Turbulence Conference 2020: 2 September 2013 - 4 September 2013, Lyon, France N2 - The flow of superfluid helium-4 at very low temperatures around an oscillating microsphere has been studied in detail. At small oscillation amplitudes the drag force is linear in velocity amplitude. Above a critical velocity amplitude vc a transition from potential flow to turbulent flow is signaled by a large and nonlinear drag force that scales as (v2 - v2 c ), where vc is found to be independent of temperature (below 1 K) and of driving force. Interestingly, the critical velocity is found to scale as vc ~ √κω, where κ = h/m ≈ 10−7 m2/s (h is Planck's constant and m is the mass of a helium-4 atom) is the circulation quantum of the superfluid vortices and ω/2π is the oscillation frequency ranging from about 120 Hz to 700 Hz. We also observe slightly above vc that the flow pattern is unstable and switches intermittently between potential flow and turbulence. From time series recorded at constant drive and temperature we have investigated the statistical properties of this switching phenomenon. In this talk the universal law vc ~ √κω will be discussed in detail. It can be derived theoretically in various ways: firstly, from a qualitative but very general argument based on the "superfluid Reynolds number" Rs = vl/κ where v is the flow velocity and l is a characteristic length scale, secondly, and in more detail, from Kopnin's equation of the time dependence of the vortex line density, and, finally, we have obtained this law rigorously by dynamical scaling of the equations of motion of vortex dynamics. Y1 - 2020 UR - http://etc14.ens-lyon.fr/openconf/modules/request.php?module=oc_proceedings&action=view.php&a=Accept&id=17 ER - TY - CHAP A1 - Rieger, Anna A1 - Mühlbauer, Christian A1 - Rabl, Hans-Peter A1 - Weber, Rainer T1 - Dissonanz als Bewertungskriterium multi-tonalen Schalls T2 - Fortschritte der Akustik - DAGA 2020: 46. Deutsche Jahrestagung für Akustik Y1 - 2020 UR - https://www.dega-akustik.de/publikationen/online-proceedings/ SP - 788 EP - 791 PB - Deutsche Gesellschaft für Akustik e.V. ER - TY - CHAP A1 - Mühlbauer, Christian A1 - Rabl, Hans-Peter A1 - Rottengruber, Herrmann ED - Siebenpfeiffer, Wolfgang T1 - Development of a Methodology for Acoustic Analysis and Optimization of Mechatronic Fuel Injection Systems T2 - Automotive Acoustics Conference 2019: Proceedings, 5. Internationale ATZ-Fachtagung Fahrzeugakustik N2 - To identify the sound quality of fuel injection systems as a frontloading measure, a system test bench has been developed that simulates the structure and airborne noise emission. The setup of the system test bench includes an assembly of the acoustical relevant engine parts and an encapsulated drive for the high-pressure pump. A specific control unit enables a high variability for the operation strategy of the injection system. The focus of this study is on the development of a methodology to analyze and optimize the sound quality of gasoline direct injectors in critical operation points by suitable active means. For this, the injection parameters in engine idle have been identified and subsequently transferred to the system test bench. Additionally, the injection parameters have been optimized acoustically and the impacts on the key functions regarding injection rating and shot-to-shot scattering of the injected fuel mass are discussed. Y1 - 2020 SN - 978-3-658-27668-3 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-27669-0_15 SP - 211 EP - 225 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Reindl, Andrea A1 - Meier, Hans A1 - Niemetz, Michael ED - Brinkmann, André ED - Karl, Wolfgang ED - Lankes, Stefan ED - Tomforde, Sven ED - Pionteck, Thilo ED - Trinitis, Carsten T1 - Scalable, Decentralized Battery Management System Based on Self-organizing Nodes T2 - Architecture of computing systems - ARCS 2020: 33rd international conference, Aachen, Germany, May 25-28, 2020, proceedings N2 - Due to the transition to renewable energy sources and the increasing share of electric vehicles and smart grids, batteries are gaining in importance. Battery management systems (BMSs) are required for optimal, reliable operation. In this paper, existing BMS topologies are presented and evaluated in terms of reliability, scalability and flexibility. The decentralisation of BMSs and associated advantages are shown. A scalable, reconfigurable BMS based on a distributed architecture of self-organized, locally controlled nodes is proposed. For distributed system control, producers, batteries and consumers each are equipped with a local microcontroller based control unit, which monitors and controls the local parameters with its own computing and communication resources. Features, advantages and challenges to overcome of the proposed approach are described. KW - Availability Decentralized control KW - Battery management systems KW - Controller Area Network KW - distributed management KW - fault tolerant control KW - Multi-microcomputer system KW - Reconfigurable architectures KW - Renewable energy sources KW - Scalability KW - Topology Y1 - 2020 SN - 978-3-030-52793-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-52794-5_13 VL - 12155 SP - 171 EP - 184 PB - Springer International Publishing CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Anders, M. A1 - Briem, Ulrich A1 - Novak, G. A1 - Steinbach, G. ED - Katterfeld, André ED - Krause, Friedrich ED - Pfeiffer, Dagmar ED - Richter, Klaus T1 - Neue VDI-Richtlinie für die Seiltriebauslegung T2 - 28. Internationale Kranfachtagung 2020 "Kran 4.0: Potenziale der Digitalisierung", 4. und 5. März 2020, Magdeburg Y1 - 2020 SN - 978-3-947068-08-1 SP - 59 EP - 72 PB - LOGiSCH GmbH CY - Magdeburg ER - TY - CHAP A1 - Diamantidis, Dimitris A1 - Sýkora, Miroslav T1 - Reliability Differentiation and Uniform Risk in Standards BT - a Critical Review and a Practical Appraisal: kriticki pregled i prakticna ocjena T2 - Scientific Symposium Future Trends in Civil Engineering, Zagreb,Croatia, 17 October 2029 N2 - Reliability of structures and infrastructures is a major issue in structural engineering. Structural standards have traditionally been mainly concerned with public safety preventing loss of life or injury; this view has been shifting in recent years towards minimisation of economic loss. This contribution discusses the reliability differentiation principle in modern standards. Its aim is to achieve uniform risk levels for the various classes of structures. Codified criteria for reliability differentiation and risk informed decisions inherent in standards and especially in the Eurocodes are critically reviewed. It is shown that the classification of structures based on consequences of failure is an approach that has not been widely implemented in everyday design. Practical rules for the classification and implementation in design are needed and related proposals are presented. T2 - Razlikovanje pouzdanosti i ujednacenost rizika u propisima Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.5592/CO/FTCE.2019.11 SP - 241 EP - 260 ER - TY - CHAP A1 - Wagner, Marcus A1 - Al-Abadi, Ali A1 - Buchner, Stefan ED - López-Fernández, Xose M., T1 - A Numerical-Based Model to Determine the Resonance of the Steel Cores of Transformers T2 - ARWtr 2022 proceedings : 2022 7th Advanced Research Workshop on Transformers (ARWtr), October (23)24-26, 2022, Baiona, Spain N2 - The laminated steel core of transformers is one of the main sources of the generated sound, as it is excited by different electromagnetic effects during its normal operation. If the core is excited in its eigenfrequencies, the sound generated by a transformer will increase significantly. Therefore, knowledge of the core’s eigenmodes and -frequencies in an early design stage can decrease expenses by avoiding costly modifications that might be required to avoid the sound levels exceeding the specified values after the final factory acceptance test. The current study focuses on developing a core resonance model to determine the eigenmodes and -frequencies of a transformer core. The core’s geometry was simplified to a connected-beam structure and a numerical-based approach was applied. The accuracy of the developed model was validated against finite element method (FEM), using ANSYS on a reference core model. Y1 - 2022 SN - 978-84-09-45157-9 U6 - https://doi.org/https://doi.org/10.23919/ARWtr54586.2022.9959938 SP - 36 EP - 41 PB - IEEE ER - TY - CHAP A1 - Grab, Robin A1 - Rauch, Johannes A1 - Götz, Rebekka A1 - Brückl, Oliver A1 - Eichner, Stefan A1 - Engel, Bernd T1 - Q-Dynamik: Blindleistungsstellgeschwindigkeiten im Verteilnetz T2 - Zukünftige Stromnetze: 27.-28. Januar 2021, 03.-04. Februar 2021, Tagungsunterlagen N2 - Mit der Energiewende geht eine starke Dezentralisierung der Energieeinspeisung einher. So sind im Deutschland des Jahres 2020 rund 31.000 Windenergieanlagen (WEA) in Betrieb, während 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 Rückbau konventioneller Großkraftwerke, welche dem Übertragungsnetz bisher als Blindleistungsquellen zur Verfügung standen, bedarf es einer Untersuchung mit der Fragestellung, in welchem Maß die neue Erzeugungslandschaft auch in diesem Feld als Ersatz dienen kann. Ein mögliches Hindernis für einen breitangelegten Einsatz von DER zu Zwecken des spannungsebenenübergreifenden Blindleistungsmanagements ist mangelndes Wissen über die Regeldynamik dieser verteilten Blindleistungsquellen. Übertragungs- und Verteilnetzbetreiber, die DER aktiv für Blindleistungsausgleich oder statische Spannungsregelung einsetzen, geben in der Regel ihre Blindleistungsanforderungen in kleineren Stufen mit erheblichen Latenzzeiten zwischen zwei Schritten weiter. Befürchtet wird, dass schnellere Sprünge in der Blindleistungsvorgabe zu instabilen Betriebszuständen oder anderweitigen Fehlfunktionen im Netz führen können. Eine genauere Kenntnis der dynamischen Fähigkeiten vorhandener Blindleistungsquellen sowie der Auswirkungen auf die Netzstabilität und den Netzschutz könnte dazu beitragen, die Geschwindigkeit der Blindleistungsbereitstellung zu optimieren und somit temporäre Spannungsschwankungen und -verluste zu minimieren und die Spannungsstabilität insgesamt zu verbessern. Durch eine entsprechende Regelungs- und Einsatzstrategie kann ein optimales Zusammenspiel der verschiedenen Technologien zur Deckung der Blindleistungsbedarfe für unterschiedliche Zeitbereiche erzielt werden. Hierfür 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 vollständig aufzuführen, werden zunächst typische Kommunikationszeiten für die Übermittlung von Sollwerten diskutiert. Anschließend werden Untersuchungen zu theoretischen und praktischen Reaktionszeiten verschiedener Blindleistungsquellen vorgestellt. Dafür werden verschiedene Technologien wie Umrichter für 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. KW - Blindleistung KW - Blindleistungsmanagement KW - Q-Dynamik KW - Blindleistungsquellen KW - Verteilungsnetz Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58762 SN - 978-3-948176-12-9 SP - 46 EP - 55 PB - Conexio-PSE GmbH CY - Pforzheim ER - TY - JOUR A1 - Rauch, Johannes A1 - Brückl, Oliver T1 - Achieving Optimal Reactive Power Compensation in Distribution Grids by Using Industrial Compensation Systems JF - Electricity N2 - This paper presents a method for integrating industrial consumers owning compensation systems as alternative reactive power sources into grid operating processes. In remuneration, they receive a market-based provision of reactive power. The aim is to analyze the potential of reactive power compensation systems of industrial companies connected to medium-voltage (10 kV–30 kV) AC grids in order to increase the reactive power ability of distribution grids. Measurement methods and reactive power potential results of six industrial companies are presented to characterize the amount and temporal availability of their reactive power potential. The presented approach for using the decentralized reactive power potential is a centralized reactive power control method and is based on optimal power flow (OPF) calculations. An optimization algorithm based on linear programming is used to coordinate a reactive power retrieval tuned to the actual demand. The influencing quantities are the current grid status (voltage and load flow capacity reserves at grid nodes and power lines) and the current reactive power potential of the reactive power sources. The compensation impact of six measured industrial companies on an exemplary medium-voltage grid is shown by an application example. KW - Blindleistung KW - Blindleistungsmanagement KW - Industriebetriebe KW - Optimal Power Flow KW - Reactive Power Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-59139 N1 - Corresponding author: Johannes Rauch VL - 4 IS - 1 SP - 78 EP - 95 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Kahl, Matthias A1 - Krause, Veronika A1 - Hackenberg, Rudolf A1 - Ul Haq, Anwar A1 - Horn, Anton A1 - Jacobsen, Hans-Arno A1 - Kriechbaumer, Thomas A1 - Petzenhauser, Michael A1 - Shamonin (Chamonine), Mikhail A1 - Udalzow, Anton T1 - Measurement system and dataset for in-depth analysis of appliance energy consumption in industrial environment JF - tm - Technisches Messen N2 - To support a rational and efficient use of electrical energy in residential and industrial environments, Non-Intrusive Load Monitoring (NILM) provides several techniques to identify state and power consumption profiles of connected appliances. Design requirements for such systems include a low hardware and installations costs for residential, reliability and high-availability for industrial purposes, while keeping invasive interventions into the electrical infrastructure to a minimum. This work introduces a reference hardware setup that allows an in depth analysis of electrical energy consumption in industrial environments. To identify appliances and their consumption profile, appropriate identification algorithms are developed by the NILM community. To enable an evaluation of these algorithms on industrial appliances, we introduce the Laboratory-measured IndustriaL Appliance Characteristics (LILAC) dataset: 1302 measurements from one, two, and three concurrently running appliances of 15 appliance types, measured with the introduced testbed. To allow in-depth appliance consumption analysis, measurements were carried out with a sampling rate of 50 kHz and 16-bit amplitude resolution for voltage and current signals. We show in experiments that signal signatures, contained in the measurement data, allows one to distinguish the single measured electrical appliances with a baseline machine learning approach of nearly 100% accuracy. KW - appliance monitoring KW - DAQ KW - NILM Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.1515/teme-2018-0038 VL - 86 IS - 1 SP - 1 EP - 13 PB - De Gruyter ER - TY - CHAP A1 - Wagner, Marcus A1 - Lehrer, Tobias A1 - Franke, Markus A1 - Al-Abadi, Ali A1 - Gamil, Ahmed T1 - A Tank Resonance Model for Power Transformers T2 - ARWtr 2022 proceedings, 2022 7th Advanced Research Workshop on Transformers (ARWtr): October (23)24-26, 2022, Baiona, Spain N2 - During the factory acceptance test, the sound levels are measured. If the measured sound levels exceed pre-specified values, modifications on the transformer’s active part and/or tank need to be conducted. Tank resonance, if occurs, at twice main power frequency and its higher harmonics is one of the main reasons of amplifying the generated sound levels. Therefore, it is preferable to know already in the design stage about the occurrence of the tank resonance and propose reliable tank solutions. The current study presents a newly developed model for calculating the mode shapes and its corresponding eigenfrequencies of the tank. Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.23919/ARWtr54586.2022.9959917 SP - 7 EP - 12 PB - IEEE ER - TY - JOUR A1 - Weber, Karsten A1 - Haug, Sonja T1 - Ist automatisiertes Fahren nachhaltig? BT - Entwicklungstendenzen und Forschungsüberlegungen angesichts geringer Akzeptanz JF - TATuP - Zeitschrift für Technikfolgenabschätzung in Theorie und Praxis N2 - Automatisiertes Fahren stößt derzeit noch auf große Skepsis. Eine disruptive Strategie bei der Einführung (voll-)automatisierten Fahrens könnte daher auf fehlende Akzeptanz treffen. Um dem zu entgehen, laufen evolutionäre Strategien darauf hinaus, durch die Entwicklung adaptiver Fahrassistenzsysteme Vertrautheit, Vertrauen und damit Akzeptanz bei den prospektiven NutzerInnen zu schaffen. Erste Ergebnisse einer Pilotstudie lassen jedoch Zweifel an der Nachhaltigkeit dieser Strategie aufkommen. KW - driver assistance systems KW - automated driving KW - acceptance KW - sustainability Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.14512/tatup.27.2.16 VL - 27 IS - 2 SP - 16 EP - 22 PB - Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ER - TY - THES A1 - Hartweg, Johanna T1 - Analyse des Einflusses verschiedener Arbeitspunkte auf die wirkleistungsabhängige Spannungssensitivität an einem Mittelspannungsnetzknoten N2 - Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt die Untersuchung der wirkleistungsabhängigen Spannungssensitivität an den Knoten eines Mittelspannungsnetzstranges. Hierfür 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 Abhängigkeit von der Spannung des untersuchten Netzknotens. Hierbei steigt die Sensitivität bei fallenden Spannungswerten. Diese können sowohl durch Wirk- und Blindleistungsbelastungen als auch durch eine veränderte Referenzspannung am Umspannwerk bedingt werden. Darüber hinaus liegt eine Beeinflussung durch die Wirkleistungsbelastung und deren Verteilung über den Netzstrang hinweg vor. Je höher die Belastung der Leitung bis zum Knoten der Flexibilität ausfällt sowie je stärker sich die Last hin zu diesem Punkt verlagert, desto höher ist die Sensitivität. Dies gilt ebenfalls für Arbeitspunkte mit gleichbleibender Spannung in den betrachteten Knoten. Des Weiteren wird die Anpassung eines multiplen linearen Regressionsmodells vorgenommen. Dieses ermöglicht eine Abschätzung der Sensitivitätswerte durch die Kenntnis einiger, die Belastungssituation des Netzes bestimmender Parameter. KW - Netzmodell KW - Sensitivitätsanalyse KW - Arbeitspunktabhängigkeit Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55648 CY - Regensburg ER - TY - RPRT A1 - Gerhards, Christoph A1 - Weber, Urban A1 - Klafka, Peter A1 - Golla, Stefan A1 - Hagedorn, Gregor A1 - Baumann, Franz A1 - Brendel, Heiko A1 - Breyer, Christian A1 - Clausen, Jens A1 - Creutzig, Felix A1 - Daub, Claus-Heinrich A1 - Helgenberger, Sebastian A1 - Hentschel, Karl-Martin A1 - von Hirschhausen, Christian A1 - Jordan, Ulrike A1 - Kemfert, Claudia A1 - Krause, Harald A1 - Linow, Sven A1 - Oei, Pao-Yu A1 - Pehnt, Martin A1 - Pfennig, Andreas A1 - Präger, Fabian A1 - Quaschning, Volker A1 - Schneider, Jens A1 - Spindler, Uli A1 - Stelzer, Volker A1 - Sterner, Michael A1 - Wagener-Lohse, Georg A1 - Weinsziehr, Theresa T1 - Klimaverträgliche Energieversorgung für Deutschland – 16 Orientierungspunkte T2 - Diskussionsbeiträge der Scinetists for Future ; 7 N2 - Als fairer Beitrag Deutschlands zur Einhaltung der globalen 1,5-Grad-Grenze werden 16 Orientierungspunkte für eine klimaverträgliche Energieversorgung vorgestellt. Es wird davon ausgegangen, dass hierfür die deutschen energiebedingten CO2-Emissio­nen in etwa 15 Jahren weitgehend auf Null sinken müssen. Energieeinsparung hilft, den notwendigen Ausbau von regenerativen Erzeugungskapazitäten zu verringern. Der Verkehrssektor kann ebenso wie die Bereiche Prozess- und Gebäudewärme hier­zu wesentlich beitragen. Die Kernenergie ist mit großen Risiken belastet und kann nicht hinreichend schnell aufgebaut werden. Biomasse in Form von Energie­pflan­zen zu nutzen, ist ineffizient und steht im Konflikt mit anderen Arten der Land­nut­zung. Importe klimaneutral erzeugter Energieträger in sehr großem Umfang er­for­dern extrem große Investitionen im Ausland. Sie sind eine ungesicherte Option auf die Zukunft. Entscheidend ist daher der ausreichend schnelle Ausbau von Photovoltaik (PV) und Wind­kraft in Deutschland. Schätzungsweise kann der Elektrizitätsbedarf im Jahr 2030 z.B. durch den Ausbau auf ca. 350 GW PV und ca. 150 GW Windkraft nahe­zu voll­ständig regenerativ gedeckt werden. Damit ließe sich eine zum großen Teil elek­tri­fizierte Mobilität und Wärmeversorgung betreiben und ein Teil des benö­tig­ten "grü­nen" Wasserstoffs in Deutschland bereitstellen. Hierfür ist ein jähr­licher Zu­bau von durchschnittlich ca. 30 GW PV und ca. 9 GW Windkraft nötig. Dies ist ca. sechs- (PV) bzw. dreimal (Wind) so hoch wie bisher vorgesehen und verlangt eine ge­sell­schaft­liche Kraftanstrengung. Ein weiter verzögerter Ausbau müsste mit noch deut­lich größeren gesellschaftlichen Anstrengungen für drastische Energieeinspa­run­gen oder Importe erneuerbarer Energie ausgeglichen werden. Insgesamt könnte dies noch deutlich schwieriger zu realisieren sein, als ein ambitionierter Ausbau. Da der Auf­bau der Kapazitäten mehrere Jahre erfordert, ist es möglich nachzusteuern, z. B. wenn erkennbar wird, dass sich ein ausreichend großer globaler Markt für Importe ent­wi­ckelt. Bis dahin ist es aus Verantwortung gegen­über der Zukunft und im Sinne des Pariser Vertrages empfehlenswert, die hier genannten Ausbauziele zu verfol­gen. Grüner, also aus erneuerbaren Energien hergestellter Wasserstoff und daraus abge­lei­tete Syntheseprodukte sind für die Dekarbonisierung von Industrieprozessen, den Flug- und Schiffsverkehr sowie für die Absicherung der Energieversorgung bei Dun­kel­flauten nötig. Ohne die genannten Ausbauziele für Wind und Solar noch drastisch weiter zu erhöhen, stehen diese Produkte für Straßenverkehr und Wärmeversor­gung jedoch nicht in ausreichenden Mengen zur Verfügung. Techniken zum Aus­gleich zwischen Elektrizitätsangebot und -nachfrage sind verfügbar und sollten recht­zeitig auf- bzw. ausgebaut werden. Hierzu gehören: Stromaustausch mit den Nach­barländern, Flexibilisierung des Verbrauchs und Energiespeicherung. Für deren Inte­gration sowie den Ausbau der Netze sollten zügig verbesserte rechtliche Rah­men­bedingungen geschaffen werden. Die Kosten eines klimaverträglichen Energiesystems sind mittel- bis langfristig nicht hö­her als im derzeitigen System. Gleichzeitig entstehen Arbeitsplätze und Export­chan­cen durch Aufbau, Betrieb und Wartung einer regenerativen Energieversorgung in Deutschland und die energetische Gebäudesanierung. Die politischen Rahmenbe­din­gungen entscheiden, ob eine klimaverträgliche Energieversorgung Deutschlands ge­lingt. T2 - Climate-friendly energy supply for Germany - 16 points of orientation KW - Climate KW - Energy System KW - Renewable Energies Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.5281/zenodo.4409334 ER - TY - CHAP A1 - Rösel, Birgit T1 - A concept of a mainly digitalized course on control theory including problembased practical units and digital supported exams T2 - HEAd'20: Sixth International Conference on Higher Education Advances, June 2 - June 5 2020, Valencia (Spain) N2 - This paper decribes the concept of a course on control theory as a minor subject in the department of electrical engineering at the OTH Regensburg. The basis for a new concept is the idea of contructive alignment. The whole teaching module is devided in two blocks. The first block contains the teaching of the knowledge about control theory with an integrated approach for lectures, exercises and practical sessions. In the second block the students attent a practical work package to have the possibility to applicate and deepen their knowledge. To foster active participation the students are asked to document and reflect their work with the course context in an electronic portfolio. The exam of this module consists of three parts with respect to the different competencies obtained during the module. This concept develops not only the knowledge on control theory but personal and social competencies which are of growing interest. The aim of the paper is to present the idea of the concept. Following papers will illustrate the development process and the results obtained later on. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.4995/HEAd20.2020.11112 ER - TY - CHAP A1 - Goetz, Rebecca A1 - Rauch, Johannes A1 - Brückl, Oliver ED - Schulz, Detlef T1 - Techno-economic analysis of reactive power sources T2 - NEIS 2021, Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems: Hamburg, 13.-14. September 2021 N2 - This paper presents different options to provide reactive power in electricity grid systems. Since conventional power plants are being phased out and the reactive power demand tends to increase, alternative technologies are needed to cover it. reactive power sources are being defined and specified in this submission. A technical evaluation and an economic analysis of selected reactive power sources are carried out, based on interviews with manufacturers and operators. As well a multifactorial techno-economic comparison of the evaluated reactive power sources is presented. The technical analysis addresses reactive power control-ranges, stochastic parameters, lifespans, electrical losses and dynamics of re-active power sources. It states that power electronics allow faster setpoint changes than mechanical technologies can achieve, but at the same time this is associated with the highest electrical losses of the reactive power sources considered here. Considering the economic analysis, relative investment costs per reactive power of conventional compensation systems turn out to be the most cost-efficient. With regard to the multifactorial techno-economic comparison, it is im-portant not only to standardize on reactive power that can be provided, but also to include the additional system-relevant properties of technologies in the evaluation as well as the costs in operation. Y1 - 2021 UR - https://ieeexplore.ieee.org/document/9698281/ SN - 978-3-8007-5651-3 SP - 286 EP - 291 PB - VDE-Verlag ER - TY - CHAP A1 - Rauch, Johannes A1 - Brückl, Oliver T1 - Konzeptionierung netzplanerischer Prozessansätze zur Ermittlung von Blindleistungskapazitäten zum Ausgleich des Blindleistungsbedarfs in einer Netzregion T2 - Tagungsband Tagung Zukünftige Stromnetze 26./27. Januar 2022 (online) N2 - Um einen sicheren und zuverlässigen Stromnetzbetrieb zu gewährleisten, muss die Spannung im Grundfall als auch bei ungeplanten Ausfällen in definierten Bereichen gehalten werden. Im Übertragungsnetz wird hierfür bisher Blindleistung hauptsächlich aus Blindleistungskompensationsanlagen und konventionellen Großkraftwerken eingesetzt. Zukünftig wird nach §12h EnWG eine marktgestützte Beschaffung dieser Dienstleistung zur Spannungsregelung vorgeschrieben. Zugleich verändert sich der Blindleistungsbedarf der Netzbetriebsmittel durch die Integration erneuerbarer Energieanlagen und der Elektromobilität sowie durch den Netzausbau bei Übertragungs- und Verteilungsnetzbetreibern. Es bedarf somit angepasster Netzbetriebs- und Netzplanungskonzepte für ein technisch effizientes und wirtschaftlich günstiges Blindleistungsmanagement. Dieser Beitrag beschäftigt sich damit, Prozessansätze und Methodiken für ebendieses in der Netzplanung aufzuzeigen, um erforderliche Blindleistungskapazitäten unter minimalen Gesamtkostenaufwand und unter Berücksichtigung einer effizienten Blindleistungsbedarfsdeckung zu bestimmen. Dabei liegt der Fokus verstärkt in der Bedarfsanalyse. KW - Blindleistung KW - Blindleistungsmanagement KW - Netzplanungsprozesse KW - Spannungshaltung KW - Optimierungsverfahren Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58665 SN - 978-3-948176-16-7 SP - 117 EP - 126 PB - Conexio-PSE GmbH CY - Pforzheim ER - TY - CHAP A1 - Schweiberer, Philipp A1 - Rauch, Johannes A1 - Brückl, Oliver T1 - Entwicklung eines Regelkonzeptes für einen optimierten Blindleistungsabruf auf Basis von Blindleistungspotentialanalysen bei Industriebetrieben im Mittelspannungsnetz T2 - Tagungsband Tagung Zukünftige Stromnetze 26./27. Januar 2022 (online) N2 - Im Zuge der Energiewende ergibt sich ein Wandel in der Struktur des Elektrizitätsversorgungsnetzes. Die Verschiebung der Erzeugungsleistung von konventionellen Großkraftwerken in höheren Netzebenen hin zu dezentralen erneuerbaren Energieanlagen in niedrigeren Netzebenen resultiert sowohl in bidirektionalen Lastflüssen als auch in schwankenden Einspeisecharakteristiken. Des Weiteren folgen durch den Wegfall von Großkraftwerken als Blindleistungsquellen Leistungsdefizite in der Übertragungsnetzebene, die kompensiert werden müssen. Daraus resultieren Herausforderungen an einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der Verteil- und Übertragungsnetze. Neue Konzepte müssen für die Erbringung von Blindleistung entwickelt werden, es soll mehr Blindleistung aus dem Verteilungsnetz zur Verfügung gestellt werden, um die Systemstabilität zu wahren. Im Rahmen des Projektes Q-Integral wird das Thema „Blindleistung“ (Q) ganzheitlich untersucht. Es werden dazu verschiedene Erbringungsoptionen für Blindleistung hinsichtlich technischer und wirtschaftlicher Potentiale untersucht, die in ein funktionales und effizientes Blindleistungsmanagement eingebracht werden. Die Untersuchungsansätze dafür sind sowohl spannungsebenen-übergreifend als auch netzbetreiber-übergreifend. Ein Ansatzpunkt des Projektes ist die Betrachtung der Blindleistungsbereitstellung von Industriebetrieben. Dazu wird das Potential von Betrieben, die an das Verteilnetz angeschlossen sind und Blindleistung durch Kompensations- oder Erzeugungsanlagen bereitstellen können, untersucht. Ziel ist es, das gesicherte und maximale induktive sowie kapazitive Potential zu bestimmen. Das gesicherte kapazitive Potential kann genutzt werden, um Aussagen darüber zu treffen, wie stark dem Spannungsfall im vorgelagerten Netz zu Starklastzeiten entgegengewirkt werden kann. Anhand des gesicherten induktiven Potentials kann ein Spannungsanstieg während Schwachlastzeiten ausgeglichen werden kann. In diesem Beitrag werden Ergebnisse aus dem Projekt Q-Integral vorgestellt. Dazu werden zuerst die Berechnungsgrundlagen der induktiven und kapazitiven Blindleistungspotentiale aufgezeigt und die Ergebnisse der Berechnungen vorgestellt. Die gewonnen Ergebnisse entstammen aus Messungen an einem Industriebetrieb mit Blindleistungskompensationsanlagen (BKA), den entsprechenden Reglern der Anlagen und einer installierten Kompensationsleistung von 1600 kvar. Sowohl die Lastgänge als auch das Schaltverhalten der einzelnen Kompensationsanlagen liegen den Berechnungen zugrunde. Um den Austausch der Blindleistung an der Übergabestelle des Betriebs zum Mittelspannungsnetz netzdienlich einzustellen, bedarf es eines geeigneten Regelkonzepts, das neben den BKAs auch weitere Q-Quellen berücksichtigt. Deshalb wird abschließend ein Regelkonzept vorgestellt, das den technisch-optimierten Blindleistungsabruf unter Berücksichtigung mehrerer Blindleistungsquellen behandelt. KW - Blindleistung KW - Blindleistungsmanagement KW - Blindleistungsquellen KW - Blindleistungspotentiale KW - Industriebetriebe Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58704 SN - 978-3-948176-16-7 SP - 224 EP - 233 PB - Conexio-PSE GmbH CY - Pforzheim ER -