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 - TY - CHAP A1 - Rauch, Johannes A1 - Brückl, Oliver T1 - Analysis of the correlation behavior between local available information to the overall reactive power of a medium-voltage grid group T2 - Applied Research Conference - ARC 2017, 7 July 2017 München N2 - The initiated energy transition leads to extensive changes in the supply of energy. The increasing use of renewable energy causes a shift of the produced power from centralized conventional power plants to decentralized energy plants. Because of this redistribution and the related change of load-flows, new challenges and problems for distribution system operators appear. This includes the integration of new loads and plants into the existing power grid and the guarantee of a high supply security and quality. It also includes strengthened requirements for the use and provision of reactive power. The project “SyNErgie” (“Systemoptimierendes Netz- und Energiemanagement für Verteilungsnetze der Zukunft“) deals with the development of a new reactive power management, which gets embedded in grid planning and controlling processes. One focus of the project is on the integration of decentralized energy plants (DEPs) to the reactive power management. The aim is to develop a decentralized and self-sufficient reactive power control system, which only works with local available information (measures). Therefore is no necessity of a complex communication system to the grid control center. Self-controlled Q-controller in the DEPs get characteristic curves and control the reactive power sources with local measurements (e.g. current, voltage, effective power). This new reactive power control management aims for the reactive power compensation in order to increase the integration capacity of loads and plants in a grid [2]. In order to generate characteristic curves for DEPs, it is necessary to analyze the correlation behavior between the local available measurements at the DEPs and the overall-Q-behavior of the grid group at the transformer. In that regard, influencing quantities should be considered. The aim is to involve und evaluate all relevant influencing quantities in order to determine energy plants and certain operating points, in which the correlation behavior and the prediction for the overall-Q-behavior are sufficient. The next step is to develop a model that fits these correlation behaviors and generate characteristic curves. One method to generate characteristic curves for the Q-controllers is regression analysis. The developed Q-control-system with the characteristic curves will be tested, evaluated and optimized in a following field test in cooperation with distribution system operators. KW - Mittelspannungsnetz KW - Blindleistungsmanagement KW - Blindleistung KW - Integration Erneuerbare Energien KW - Potentialerschließung Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-58712 SP - 224 EP - 230 CY - München ER - TY - JOUR A1 - Malz, Sebastian A1 - Krenkel, Walter A1 - Steffens, Oliver T1 - Infrared Reflective Wall Paint in Buildings: Energy Saving Potentials and Thermal Comfort JF - Energy and Buildings N2 - The reduction of the energy demand of existing buildings is the main objective of building refurbishment. Managing the heat radiation properties of the wall construction is a possible way to develop highly effective and resource efficient insulation materials and concepts. The application of infrared reflective wall paints and coatings has been studied since the latter half of the 20th century. A brief review of the literature gives an account of the current research status. One has to realise that the conclusions are not uniformly consistent but depend strongly on the specific boundary conditions and investigated parameters. The study presented here discusses the usage of infrared reflective wall paint in conjunction with heat insulation for historic brick masonry. The possible energy savings are linked to the resulting thermal comfort. We identify critical parameters that must be taken into account when using infrared reflective wall paint and derive recommended design rules for the refurbishment of such building types. The findings prove that infrared reflective wall paint can decrease heat losses by 18% and up to 22% if comfort conditions are considered. Increasing energy savings can also cause the negative effect of high radiative asymmetry. Thus, each configuration must be observed in detail. KW - Infrared-reflective KW - Wall paint KW - Coating KW - Existing buildings KW - Radiative asymmetry KW - Energy efficiency Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110212 SN - 0378-7788 VL - 224 IS - October PB - Elsevier ER - TY - RPRT A1 - Sterner, Michael A1 - Schumm, Leon A1 - Rank, Daniel A1 - Hofrichter, Andreas T1 - Intelligente Netzpuffer : Abschlussbericht (24.01.2021) KW - Stromspeicher KW - Batterien KW - Netzpuffer KW - Stromnetz Y1 - 2021 N1 - unveröffentlichter Abschlussbericht ER - TY - JOUR A1 - Schulz, Carsten A1 - Schwarz, Colin T1 - Drivetrain fatigue strength characteristics of model-predictive control for wind turbines JF - Wind Energy N2 - Wind turbines play a crucial role in the revolution towards renewable resources. They need to be economically competitive to be sustainable. This still requires to lower the cost of energy (COE). To this end, nonlinear model predictive control (NMPC) is used within this paper. As known from literature, NMPC significantly improves the energy extracting performance as well as the mitigation of tower loads of wind turbines. As it is shown in this paper, the drivetrain fatigue strength drops disproportionally in parallel, which either increases the demands on the turbine design or decreases the lifetime of drivetrain components. Without additional boundary conditions to the underlying optimal control problems (OCPs), the application of energy-maximizing NMPC might so even raise the COE. Only penalizing axial torque oscillations by quadratic terms decreases energy-extracting performance below the level of classical wind turbine controllers. This makes more sophisticated conditions necessary. In this paper, the increase of the drivetrain damage by NMPC is analyzed, and appropriate boundary conditions are derived, to balance the two contradicting objectives of energy maximization and drivetrain load mitigation. An NMPC approach based on indirect methods is used, to obtain a solution of the OCPs very efficiently. It applies the Hamilton equations and Pontryagin's maximum principle. Its accuracy and efficiency to solve OCPs was presented over the last decades. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1002/we.2520 VL - 23 IS - 12 SP - 2137 EP - 2149 PB - Wiley ER - TY - JOUR A1 - Haumer, Anton A1 - Kral, Christian A1 - Vukovic, Vladimir A1 - David, Alexander A1 - Hettfleisch, Christian A1 - Huzsvar, Attila T1 - A Parametrization Scheme for High Performance Thermal Models of Electric Machines using Modelica JF - IFAC Proceedings Volumes N2 - Thermal models offer great advantages for enhancement of design, protection and control of electric machines. Detailed thermal models take a great number of time constants into account and provide accurate prediction of the temperatures. However, to parameterize such models detailed geometric data are needed. Whenever such detailed information is not available, or the performance of the detailed models is not satisfying, simplified thermal models as described in this paper are advantageous. The calculation of parameters is described in detail, in order to achieve best accordance with temperatures obtained from measurements or from simulations with detailed thermal models. Thermal resistances are calculated from end temperatures of a test run with constant load (and known losses). Thermal capacitances are obtained using optimization to minimize deviation of simulated and measured temperatures during the whole test run. The thermal model of an asynchronous induction machine with squirrel cage is coupled with an electrical model of the drive. For validation, simulation results of an optimally parameterized simplified model are compared with temperatures obtained by simulation of a detailed thermal model, which in turn has been validated against measurement results, both for continuous duty S1 and intermittent duty S6 (6 minutes no-load followed by 4 minutes of 140% nominal load). The deviations are not more than 4 K which is quite satisfying. KW - Electric machines KW - Induction machines KW - Thermal models KW - Model reduction KW - Parameter identification KW - Parameter optimization Y1 - 2012 U6 - https://doi.org/10.3182/20120215-3-AT-3016.00187 SN - 1474-6670 VL - 45 IS - 2 SP - 1058 EP - 1062 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Kral, Christian A1 - Haumer, Anton A1 - Haigis, Matthias A1 - Lang, Hermann A1 - Kapeller, Hansjörg T1 - Comparison of a CFD Analysis and a Thermal Equivalent Circuit Model of a TEFC Induction Machine With Measurements JF - IEEE Transactions on Energy Conversion N2 - For a totally enclosed fan-cooled induction machine, two methods of numerical analysis are compared with measurements. The first numerical method is based on computational fluid dynamics (CFDs) and the second one uses a thermal equivalent circuit (TEC). For the analysis based on CFD, a 3-D induction machine including housing is modeled. The numeric solution of the flow equations is determined for stationary temperature distributions. For the TEC, a discretized one-and-a-half-dimensional model of the induction machine is considered. With the TEC model, stationary and transient operating conditions can be simulated. Measurement results are determined by iron-copper-nickel sensors embedded in the stator winding and the housing, as well as by an IR sensor for measuring the rotor temperature. With these measurement signals, stationary and transient operating conditions can be analyzed. For stationary operating conditions, additionally, the housing temperatures are determined by an IR camera. The investigated simulation and measurement methods reveal different local and global temperatures, and thus, only certain aspects and characteristics of the obtained temperatures can be compared. Nevertheless, certain conclusions can be drawn from comparing these aspects considering the actual restrictions of each of the applied methods. KW - asynchronous machines KW - computational fluid dynamics KW - electric sensing devices KW - Fluid flow KW - induction machines KW - numerical analysis KW - simulation KW - temperature Y1 - 2009 U6 - https://doi.org/10.1109/TEC.2009.2025428 SN - 0885-8969 VL - 24 IS - 4 SP - 809 EP - 818 PB - IEEE ER - TY - JOUR A1 - Kral, Christian A1 - Kapeller, Hansjörg A1 - Gragger, Johannes V. A1 - Haumer, Anton A1 - Kubicek, Bernhard T1 - Phenomenon Rotor Fault-Multiple Electrical Rotor Asymmetries in Induction Machines JF - IEEE Transactions on Power Electronics N2 - In the literature, the effects caused by a single or several adjacently broken rotor bars, or a broken end ring are thoroughly investigated. The phenomenon of various nonadjacently broken rotor bars has not been studied so far in detail. Since nonadjacently broken rotor bars may give rise to fault signatures, which are not directly related with the fault extent, it is important to understand the nature of multiple electrical rotor asymmetries in induction machines. The purpose of this paper is thus to investigate several combinations of electrical rotor asymmetries, to systematically elaborate the phenomena related to the broken bars and end rings. In this paper, a sophisticated simulation model and measurement results are used to analyze the phenomenon rotor fault. KW - asynchronous machines KW - Electrical rotor asymmetries KW - induction machine KW - rotor fault KW - Rotors KW - simulation model KW - skewing Y1 - 2010 U6 - https://doi.org/10.1109/TPEL.2009.2037502 SN - 0885-8993 SN - 1941-0107 VL - 25 IS - 5 SP - 1124 EP - 1134 PB - IEEE ER - TY - CHAP A1 - Ebner, Arno A1 - Haumer, Anton A1 - Simic, Dragan A1 - Pirker, Franz T1 - Interacting Modelica using a Named Pipe for Hardware-in-the-loop Simulation T2 - Modelica 2006, Conference proceedings / 5th International Modelica Conference : September 4 - 5, 2006, Vienna, Austria N2 - The paper presents a concept and an implementation of Modelica simulation interaction using the operating system inter-process communication method of the Named Pipe. The main aim of this presented work is to implement a hardware-in-the-loop simulation (HILS) environment based on Dymola which runs on a normal Microsoft Windows Personal Com-puter. An energy storage test bench is connected by an ana-logue and digital data input/output card with the Dymola simulation computer. With this proposed system, particularly long-time simulations with sample rates up to 30 Hz can be executed very cost effective. Typical applications are simulations of drive cycles to test energy storage systems in electrified vehicles such as batteries or fuel cells. Other application ex-amples are the verification of battery models, thermal management models or battery management sys-tem (BMS) models. In this paper all methods used for implementation are described in detail. Especially the concept of inter-process communication and the concept for real-time and simulation time synchronization is discused. An application example which uses the provided concept is also shown at in this paper. In this example a longitudinal simulation of a vehicle is pre-sented. The startup phase of the internal combusting engine model and a short drive cycle in combination with a connected real battery is shown. Y1 - 2006 UR - https://modelica.org/events/modelica2006/Proceedings/sessions/Session3b1.pdf SP - 261 EP - 266 ER - TY - CHAP A1 - Bäuml, T. A1 - Haumer, Anton A1 - Kapeller, H. A1 - Starzinger, J. A1 - Farzi, P. T1 - Impact of inverter pulse inhibition on the high-voltage supply system of an electric vehicle — A simulative approach T2 - 2011 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC 2011) : Powering sustainable transportation ; Chicago, Illinois, USA, 06. - 09.09.2011 N2 - This paper deals with a simulative approach for investigating the impact of inverter pulse inhibition during field weakening operation of permanent magnet synchronous machines and asynchronous induction machines. The modelling and simulation language Modelica is used to design models for the vehicle, the electric machine and the inverter in different abstraction levels. It is shown that when using a permanent magnet synchronous machine, a sudden breakdown of the field weakening current causes induction of high voltages in the stator windings. Hence, the electric system of the vehicle has to be protected against the resulting high currents. Furthermore precautions have to be taken to avoid dangerous driving conditions because of high braking torques in an inverter fault operation mode. In the case of the asynchronous induction machine an inverter pulse inhibition poses no big problem, neither for the electric system of the vehicle, nor the driver. KW - asynchronous machines KW - Connectors KW - electric vehicles KW - Inverters KW - invertors KW - Mathematical model KW - Object oriented modeling KW - permanent magnet machines KW - power engineering computing KW - Rotors KW - synchronous machines KW - Torque KW - Vehicles Y1 - 2011 SN - 978-1-61284-248-6 SN - 978-1-61284-247-9 SN - 978-1-61284-246-2 U6 - https://doi.org/10.1109/VPPC.2011.6043159 SP - 1 EP - 5 PB - IEEE CY - Piscataway, NJ ER - TY - CHAP A1 - Bogomolov, Maxim A1 - Kral, Christian A1 - Haumer, Anton A1 - Lomonova, Elena T1 - Modeling of permanent magnet synchronous machine with fractional slot windings T2 - Proceedings IECON 2012 - 38th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society ; Ecole de Technologie Superieure de Montreal, Universite du Quebec Montreal, Canada 25 - 28 October, 2012 N2 - This paper focuses on simulation of permanent magnet synchronous machine (PMSM) with fractional-slot windings (FSW) in Modelica. Modeling of the electrical machines with object-oriented approach is shortly described, and a new Modelica library for simulation of electrical machines is introduced. The results of simulation of PMSMs with fractional slot windings are presented and explained. Special attention is paid to the higher harmonics and subharmonics produced by the winding and their influence on machine operation. KW - Concentrated KW - fractional slot KW - harmonics KW - Modelica KW - permanent magnet KW - subharmonics KW - synchronous machines KW - Torque KW - windings Y1 - 2012 SN - 978-1-4673-2421-2 SN - 978-1-4673-2419-9 SN - 978-1-4673-2420-5 U6 - https://doi.org/10.1109/IECON.2012.6388912 SN - 1553-572X SP - 1894 EP - 1899 PB - IEEE CY - Piscataway, NJ ER - TY - CHAP A1 - Hong, Jongman A1 - Hyun, Doosoo A1 - Kang, Tae-june A1 - Lee, Sang Bin A1 - Kral, Christian A1 - Haumer, Anton T1 - Detection and classification of rotor demagnetization and eccentricity faults for PM synchronous motors T2 - 2011 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE 2011) : Energy conversion innovation for a clean energy future ; Phoenix, Arizona, USA, 17.-22.09.2011 N2 - Condition monitoring of rotor problems such as demagnetization and eccentricity in permanent magnet synchronous motors (PMSM) is essential for guaranteeing high motor performance, efficiency, and reliability. However, there are many limitations to the off-line and on-line methods currently used for PMSM rotor quality assessment. In this paper, an inverter-embedded technique for automated detection and classification of PMSM rotor faults is proposed as an alternative. The main concept is to use the inverter to perform a test whenever the motor is stopped, to detect rotor faults independent of operating conditions or load torque oscillations, which is not possible with motor current signature analysis (MCSA). The d-axis is excited with a dc+ac signal, and the variation in the inductance pattern due to the change in the degree of magnetic saturation caused by demagnetization or eccentricity is observed for fault detection. An experimental study on a 7.5kW PMSM verifies that demagnetization and eccentricity can be detected and classified independent of the load with high sensitivity. KW - AC Machine KW - Condition Monitoring KW - d-axis Inductance KW - Demagnetization KW - Eccentricity KW - fault diagnosis KW - invertors KW - Magnetic Saturation KW - Permanent Magnet (PM) KW - permanent magnet motors KW - Synchronous Motor (SM) KW - synchronous motors Y1 - 2011 SN - 978-1-4577-0542-7 SN - 978-1-4577-0541-0 SN - 978-1-4577-0540-3 U6 - https://doi.org/10.1109/ECCE.2011.6064103 SN - 2329-3721 SN - 2329-3748 SP - 2512 EP - 2519 PB - IEEE CY - Piscataway, NJ ER - TY - CHAP A1 - Hong, Jongman A1 - Lee, Sang Bin A1 - Kral, Christian A1 - Haumer, Anton T1 - Detection of airgap eccentricity for permanent magnet synchronous motors based on the d-axis inductance T2 - 8th IEEE International Symposium on Diagnostics for Electric Machines, Power Electronics & Drives (SDEMPED), 2011 // 05. - 08.09.2011, Bologna, Italy N2 - The majority of the work performed for detecting eccentricity faults for permanent magnet synchronous motors (PMSM) focus on motor current signature analysis (MCSA), as it provides continuous on-line monitoring with existing current sensors. However, MCSA cannot be applied under nonstationary conditions and cannot distinguish faults with load torque oscillations, which are limitations for many PMSM drive applications. In this paper, it is shown that the d-axis inductance, L d , decreases with increase in the severity of eccentricity due to the change in the degree of magnetic saturation, and it is proposed as a new fault indicator. The inverter can be used to perform a standstill test automatically whenever the motor is stopped, to measure L d for eccentricity testing independent of load variations or oscillations, which is not possible with MCSA. An FE and experimental study on a 10hp PMSM verifies that eccentricity can be detected independent of the load with high sensitivity and reliability. KW - Airgap Eccentricity KW - Condition Monitoring KW - Diagnostics KW - fault location KW - inductance KW - load (electric) KW - machine testing KW - Magnetic Saturation KW - Motor Current Signature Analysis (MCSA) KW - permanent magnet motors KW - Permanent Magnet Synchronous Motor KW - synchronous motor protection Y1 - 2011 SN - 978-1-4244-9301-2 SN - 978-1-4244-9303-6 U6 - https://doi.org/10.1109/DEMPED.2011.6063651 SP - 378 EP - 384 PB - IEEE CY - Piscataway, NJ ER - TY - CHAP A1 - Haumer, Anton A1 - Kral, Christian T1 - Modeling a Mains connected PWM Converter with Voltage-Oriented Control T2 - Proceedings of the 8th International Modelica Conference, Technical Univeristy, Dresden, Germany, 20.-22.03.2011 N2 - The majority of industrial controlled induction machine drives are connected to the mains via a diode bridge. However; if reduction of harmonic currents and / or regenerative operation is desired; replacing the diode bridge by an active front-end (AFE) is required. This paper describes two models of an AFE: a power balance model disregarding switching effects; and an ideal switching model of a pulse width modulation (PWM) converter. Both models are controlled utilizing space phasors in a voltage oriented reference frame. Voltage oriented control (VOC) of the mains converter can be compared with field oriented control (FOC) of a machine converter. Design and parametrization of the main parts—synchronization with mains voltage; current controller and DC voltage controller—are described in detail. Additionally; simulation results proving the implementation and demonstrating possible investigations as well as an outlook on further enhancements are presented. KW - Active Front-End KW - PWM Converter KW - Voltage-Oriented Control Y1 - 2011 U6 - https://doi.org/10.3384/ecp11063388 SP - 388 EP - 397 PB - Linköping University Electronic Press ER - TY - CHAP A1 - Jungreuthmayer, C. A1 - Bauml, T. A1 - Winter, O. A1 - Ganchev, M. A1 - Kapeller, H. A1 - Haumer, Anton A1 - Kral, Christian T1 - Heat and fluid flow analysis of an internal permanent magnet synchronous machine by means of computational fluid dynamics T2 - 2011 IEEE International Electric Machines & Drives Conference (IEMDC 2011) ; Niagara Falls, Ontario, Canada, 15 - 18 May 2011 N2 - This paper presents a comprehensive computational fluid (CFD) model of a radial flux permanent magnet synchronous machine with interior magnets. In the CFD model the water jacket cooling and a simplified model of the topology of the distributed stator winding are considered. The heat sources of the CFD model are determined from a finite element analysis of the machine. The numerically determined temperature distributions of the machine are compared with measurement results from sensors located both in the stator and rotor. The particular focus of this paper is the analysis of the temperatures and the heat flow in the air gap and from the stator winding head and the rotor to the inner air. KW - CFD KW - computational fluid dynamics KW - Cooling KW - finite element analysis KW - interior magnet KW - permanent magnet machines KW - permanent magnet synchronous machine KW - Rotors KW - sensor placement KW - stators KW - synchronous machines KW - temperature KW - temperature distribution KW - thermal analysis Y1 - 2011 SN - 978-1-4577-0060-6 SN - 978-1-4577-0061-3 SN - 978-1-4577-0059-0 U6 - https://doi.org/10.1109/IEMDC.2011.5994651 SP - 515 EP - 520 PB - IEEE CY - Piscataway, NJ ER - TY - CHAP A1 - Haumer, Anton A1 - Kral, Christian ED - Otter, Martin ED - Zimmer, Dirk T1 - Motor Management of Permanent Magnet Synchronous Machines T2 - Proceedings of the 9th International MODELICA Conference; September 3-5; 2012; Munich; Germany N2 - Two state-of-the-art machine designs are mainly used in recent electric and hybrid electric vehicles: asynchronous induction machines with squirrel cage which are robust but need a current component to excite the magnetic field; and permanent magnet synchronous machines which rely on somehow more sensible parts but the magnets are able to excite a magnetic field without current. However; if speed gets high enough to reach the field weakening range; for both machine the field oriented control has to prescribe a field current sufficient to reduce the field not to exceed the voltage limits of the stator circuit. Especially for the permanent magnet synchronous machine this paper investigates whether it is possible to determine an optimal field current for every operation point to minimize either total current consumption or losses. KW - Field Oriented Control KW - Optimization of Field Current KW - permanent magnet synchronous machine Y1 - 2012 SN - 978-91-7519-826-2 U6 - https://doi.org/10.3384/ecp12076159 SN - 1650-3686 SN - 1650-3740 SP - 159 EP - 166 PB - Linköping University Electronic Press ER - TY - CHAP A1 - Kapeller, Hansjörg A1 - Haumer, Anton A1 - Kral, Christian A1 - Grabner, Christian ED - Ao, Sio-Iong ED - Gelman, Len T1 - Different Designs of Large Chipper Drives T2 - Electronic Engineering and Computing Technology N2 - This paper presents two simulation models for two variants of a large chipper drive used in a paper mill. If a slip ring induction motor is used, the impact of a rotor circuit rheostat with respect to starting behavior and heavy duty load impulses can be examined. Furthermore a speed controlled squirrel cage induction machine will be investigated. The modeling language for both drives is Modelica. The simulation results for both drives are compared and discussed. KW - induction motor KW - load impulses KW - slip ring KW - speed control KW - squirrel cage Y1 - 2010 SN - 978-90-481-8775-1 SN - 978-90-481-8776-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-90-481-8776-8_9 SP - 93 EP - 104 PB - Springer CY - Dordrecht ER - TY - CHAP A1 - Kral, Christian A1 - Haumer, Anton A1 - Bogomolov, Maxim A1 - Lomonova, Elena T1 - Harmonic wave model of a permanent magnet synchronous machine for modeling partial demagnetization under short circuit conditions T2 - 2012 XXth International Conference on Electrical Machines (ICEM 2012) ; Marseille, France, 2 - 5 September 2012 N2 - This paper proposes a multi domain physical model of permanent magnet synchronous machines, considering electrical, magnetic, thermal and mechanical effects. For each component of the model, the main wave as well as lower and higher harmonic wave components of the magnetic flux and the magnetic potential difference may be considered. The permanent magnets are modeled as discrete azimuthal segments in order to consider possible partial demagnetization effects. For each magnet segment a linearized temperature dependent B-H curve is considered. The main advantage of the presented model is that time transient operational behavior of a permanent magnet synchronous machine can be considered under various electrical, magnetic, thermal and mechanical conditions. The electromagnetic condition of surface magnet machine is compared with finite element analysis. KW - demagnetization KW - harmonic analysis KW - magnetic fields KW - magnetic flux KW - magnetic potential difference KW - permanent magnet synchronous machine KW - reluctance KW - segmentation KW - temperature Y1 - 2012 SN - 978-1-4673-0142-8 U6 - https://doi.org/10.1109/ICElMach.2012.6349880 SP - 295 EP - 301 PB - IEEE CY - Piscataway, NJ ER - TY - CHAP A1 - Kral, Christian A1 - Haumer, Anton A1 - Lee, Sang Bin T1 - Robust thermal model for the estimation of rotor cage and stator winding temperatures of induction machines T2 - 2012 XXth International Conference on Electrical Machines ; Marseille, France, 02.- 05.09.2012 N2 - In this paper a new model for the estimation of the stator winding and rotor cage temperatures of induction machines is presented. This model can be used in series applications of machines operated under dynamic load conditions where stator and rotor temperature shall be monitored. The proposed model relies on a simplified lumped element thermal equivalent circuit model where the stator core temperature serves as input quantity. The great advantage of this model is that it covers ambient and cooling conditions inherently. This leads to great simplicity and robustness. The parametrization and validation of the model through experimental data is presented. Advantages, drawbacks and possible implementations are discussed. KW - asynchronous machines KW - Cooling KW - dynamic load KW - equivalent circuits KW - lumped element thermal equivalent circuit model KW - Rotors KW - squirrel cage induction machine KW - stators KW - temperature estimation Y1 - 2012 SN - 978-1-4673-0142-8 SN - 978-1-4673-0143-5 SN - 978-1-4673-0141-1 U6 - https://doi.org/10.1109/ICElMach.2012.6350127 SP - 1810 EP - 1816 PB - IEEE CY - Piscataway, NJ ER - TY - CHAP A1 - Kral, Christian A1 - Haumer, Anton A1 - Lee, Sang Bin T1 - Innovative thermal model for the estimation of permanent magnet and stator winding temperatures T2 - 2012 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE 2012) ; Raleigh, NC, USA 15.09.-20.09.2012 N2 - In this paper an innovative thermal model for the determination of the temperatures of the permanent magnets and stator windings is presented. This model relies on one temperature sensor located in the stator core of the machine. The estimated stator winding and permanent magnet temperatures are determined by a simplified thermal lumped element network model with only two time constants. Due to the structure of the model and the measured stator core temperature the proposed thermal model is very robust. Distortion of the cooling circuit are inherently sensed such that the model can be used for the online prediction of temperatures. Experimental results based on an interior permanent magnet synchronous machine are presented to validate the presented model. KW - Cooling KW - dynamic load KW - lumped element thermal equivalent circuit model KW - permanent magnet machines KW - permanent magnet synchronous machine KW - stators KW - synchronous machines KW - temperature estimation KW - temperature sensors KW - variable speed Y1 - 2012 SN - 978-1-4673-0803-8 SN - 978-1-4673-0802-1 SN - 978-1-4673-0801-4 U6 - https://doi.org/10.1109/ECCE.2012.6342386 SN - 2329-3721 SN - 2329-3748 SP - 2704 EP - 2711 PB - IEEE CY - Piscataway, NJ ER - TY - CHAP A1 - Kral, Christian A1 - Haumer, Anton T1 - The New FundamentalWave Library for Modeling Rotating Electrical Three Phase Machines T2 - Proceedings of the 8th International Modelica Conference; March 20th-22nd; Technical Univeristy; Dresden; Germany N2 - This paper introduces the new FundemantalWave library which is included in the Modelica Standard Library 3.2. The presented Modelica package provides models and components of rotating electrical three phase machines. The presented electrical machine models are fully compatible with the original Machines library of the electrical domain but rely on the concept of the magnetic potential and magnetic flux fundamental waves. In this article; the connector concept; the components and electric machine models of the FundemantalWave package will be explained. Additionally; the didactic advantages and the flexibility of the proposed package in with respect to considering more enhanced and sophisticated effects will be discussed. KW - fundamental wave KW - Modelica Standard Library MSL KW - Rotating electrical three phase machines KW - time transients Y1 - 2011 SN - 978-91-7393-096-3 U6 - https://doi.org/10.3384/ecp11063170 SN - 1650-3686 SN - 1650-3740 SP - 170 EP - 179 PB - University Electronic Press CY - Linköping ER - TY - CHAP A1 - Kral, Christian A1 - Haumer, Anton A1 - Grabner, Christian ED - Ao, Sio-Iong ED - Gelman, Len T1 - Determination of Consistent Induction Motor Parameters T2 - Electronic Engineering and Computing Technology N2 - From the rating plate data of an induction motor the nominal efficiency can be determined. Without detailed knowledge of equivalent circuit parameters, partial load behavior cannot be computed. Therefore, a combined calculation and estimation scheme is presented, where the consistent parameters of an equivalent circuit are elaborated, exactly matching the nominal operating point. From these parameters part load efficiencies can be determined. KW - consistent parameters KW - iduction motor KW - partial load efficiency Y1 - 2010 SN - 978-90-481-8775-1 SN - 978-90-481-8776-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-90-481-8776-8_7 VL - 60 SP - 71 EP - 80 PB - Springer CY - Dordrecht ER - TY - CHAP A1 - Kral, Christian A1 - Haumer, Anton A1 - Grabner, Christian ED - Ao, Sio-Iong ED - Gelman, Len T1 - Broken Rotor Bars in Squirrel Cage Induction Machines – Modeling and Simulation T2 - Electronic Engineering and Computing Technology N2 - This paper presents a physical model of a squirrel cage induction machine with rotor topology. The machine is modeled in Modelica, an object oriented multi physical modeling system. The presented machine model is used to investigate electrical rotor asymmetries in induction machines. For the case of a single broken rotor bar a simulation model is compared with measurement results. KW - broken rotor bar KW - induction machines KW - Modelica KW - rotor asymmetries KW - squirrel cage Y1 - 2010 SN - 978-90-481-8775-1 SN - 978-90-481-8776-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-90-481-8776-8_8 SP - 81 EP - 91 PB - Springer CY - Dordrecht ER - TY - CHAP A1 - Kral, Christian A1 - Haumer, Anton ED - Schmidt, Matthias T1 - Object Oriented Modeling of Rotating Electrical Machines T2 - Advances in Computer Science and Engineering Y1 - 2011 SN - 978-953-307-173-2 SN - 978-953-51-5990-2 U6 - https://doi.org/10.5772/15898 SP - 135 EP - 160 PB - IntechOpen ER - TY - CHAP A1 - Sippenauer, Thomas A1 - Brückl, Oliver A1 - Henneke, Markus T1 - Verankerung von Flexibilität in der Netzplanung T2 - Zukünftige Stromnetze: 27.-28. Januar 2021, 03.-04. Februar 2021 N2 - Die Energiewende führt zu einem steigenden Zubau erneuerbarer Energieerzeugungsanlagen im Verteilungsnetz. Ebenso ist mit einem verstärkten Zuwachs der Elektromobilität zu rechnen, der zu einer weiteren Ausreizung der zulässigen Spannungsbereiche und Leitungsauslastungen beitragen kann. Um die Aufnahmefähigkeit des Verteilungsnetzes zu erhöhen, wurden in der Vergangenheit verschiedene Lösungen entwickelt und etabliert. Ein zusätzlicher Baustein zur Behebung von Netzengpässen und Spannungsproblemen sind zeitliche Verlagerungen von Einspeisungen und Verbrauchslasten in der Mittelspannungsebene. Diese sogenannten Flexibilitätsmaßnahmen sind derzeit noch nicht Stand der Technik. Um einen hohen Nutzen stiften zu können, indem sie zu einer effizienten Einsparung an Asset beitragen, müssen sie in der Netzplanung abbildbar gemacht werden. Dazu sind einerseits geeignete technische und zuverlässigkeitstheoretische Anforderungen an die Flexibilitätsmaßnahmen herauszuarbeiten, um eine möglichst hohe Gesamteffizienz bei Netz- und Anlagenbetreibern zu erzielen und andererseits ein Verfahren zu finden, mit dem Manipulationsmöglichkeiten (INC-DEC-Gaming) ausgeschlossen bzw. geringgehalten werden können. KW - Netzplanung KW - Flexibilität KW - Manipulationsrisiken KW - Feldversuch Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55632 SN - 978-3-948176-12-9 SP - 79 EP - 92 PB - Conexio GmbH CY - Pforzheim ER - TY - CHAP A1 - Sippenauer, Thomas A1 - Brückl, Oliver T1 - Verankerung von Flexibilität in der Netzplanung T2 - ScienceLab (begleitender Workshop zur Konferenz Zukünftige Stromnetze: 29.-30. Januar 2020, Berlin) N2 - Im Rahmen des Projektes C/sells wurden mehrere Mittelspannungsnetze modelliert, um die aktuellen Spannungsverhältnisse und Leitungsauslastungen nachbilden zu können. Zudem wurden, angelehnt an den Netzentwicklungsplan, Szenarien für den zukünftigen PV-Zubau und die potenzielle Entwicklung der Elektromobilität entworfen. Auf Basis der Ergebnisse lässt sich eine Netzanalyse hinsichtlich Spannungs- und Stromgrenzwertüberschreitungen sowie zu deren potenziellen Auftrittszeitpunkten und Auftrittsdauern durchführen. Parallel wurde anhand von Sensitivitätsanalysen untersucht, welche Wirksamkeit Flexibilitätseinsätze an den verschiedenen Netzknoten auf den Engpass haben. Dadurch kann bestimmt werden, wie effektiv die verfügbaren, in der Regel örtlich gebundenen Flexibilitätsanbieter eingesetzt werden können. Da die Sensitivitäten arbeitspunktabhängig sind, wurden verschiedene Zeitpunkte im Jahresverlauf berechnet und die jeweilige Änderungen der Wirksamkeit ausgewertet. Neben der Höhe der Leistungsabweichung wurde die Flexibilitätsanforderung auch anhand der Einsatzzeitpunkte und Einsatzdauer sowie anhand der Häufigkeit der nötigen Flexibilitätseinsätze charakterisiert. Aus den gewonnenen Erkenntnissen soll abgeleitet werden, inwiefern sich der flexible Einsatz der Verbrauchsanlagen in der Netzplanung verankern lässt. Besonders relevant ist deshalb, mit welcher Verlässlichkeit die Flexibilität abgerufen werden kann. Eine sehr hohe Verlässlichkeit lässt sich je nach Flexibilitätsanbieter möglicherweise nicht oder nur zu sehr hohen Preisen gewährleisten. Die Eignung der Flexibilitätseinsätze wird somit sowohl aus technischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht bewertet. Da eine vollständige Verlässlichkeit ohnehin nicht sichergestellt werden kann (technische Störungen einer Anlage, Wettereinflüsse, etc.), werden auch Fallback-Strategien, z. B. Einspeisespitzenkappung, in die Analyse einbezogen. KW - Netzplanung KW - Flexibilität KW - Netzanalyse Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55592 SN - 978-3-948176-07-5 SP - 77 EP - 81 PB - Conexio GmbH CY - Pforzheim ER - TY - CHAP A1 - Sippenauer, Thomas A1 - Brückl, Oliver T1 - Erschließung der Flexibilitätspotenziale eines Trinkwasserversorgungssystems T2 - ScienceLab (begleitender Workshop zur Konferenz „Zukünftige Stromnetze“: 2020, Berlin) N2 - In Zusammenarbeit mit den Kreiswerken Cham wurde an der OTH Regensburg das Trinkwasserversorgungsgebiet mit allen relevanten Pumpen und Hochbehältern nachgebildet. Mithilfe des Modells kann die aktuelle, füllstandgesteuerte Betriebsweise unter Einhaltung der Randbedingungen (Grenzwerte der Behälterfüllstände, elektrische Verschaltung der Pumpen) simuliert werden. Daraus lässt sich auch das gesicherte, für die Netzplanung geeignete Flexibilitätspotenzial anhand der Leistungsabweichung gegenüber dem regulären Fahrplan, der Einsatzdauer, dem Einsatzzeitpunkt und der Pause zwischen den Flexibilitätsabrufen charakterisieren. In einem Feldversuch wurde vordergründig untersucht, inwiefern der Einsatz von Flexibilität in der Trinkwasserversorgung technisch umsetzbar ist. KW - Netzplanung KW - Flexibilitätspotenzial KW - Trinkwasserversorgung Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-55629 SN - 978-3-948176-07-5 SP - 126 EP - 130 PB - Conexio GmbH CY - Pforzheim ER - TY - JOUR A1 - Brückl, Oliver A1 - Haslbeck, Matthias A1 - Portner, Olaf A1 - Hinz, Gerhard T1 - Kostenminimaler Netzanschluss einer 8-MW-PV-Anlage mithilfe regelbarer Ortsnetztransformatoren JF - Energiewirtschaftliche Tagesfragen N2 - Die steigende Anzahl der Erzeugungsanlagen (EZA) in den Verteilnetzen zwingt viele Verteilnetzbetreiber zum kostenintensiven Netzausbau. Dabei sind die EZA gemäß EEG am technisch und wirtschaftlich günstigsten Verknüpfungspunkt anzuschließen. Zur Bestimmung dieses Punktes ist ein Vergleich sinnvoller Netzanschlussvarianten durchzuführen. Regelbare Ortsnetztransformatoren (RONT) erweitern seit Kurzem die Netzanschlussmöglichkeiten, auch auf Mittelspannungsebene. Das Beispiel eines Anschlusses für eine 8-MW-PV-Anlage zeigt, dass der optimale Netzanschluss eine Kombination zwischen RONT, Spannungsblindleistungsregelung, Trennstellenverlagerung und Leitungsverstärkung sein kann. In diesem Fall bemerkenswert ist, dass der RONT-Einsatz die Netzanschlusskosten um rd. 60 % gegenüber einer separaten Anbindung am Umspannwerk reduziert. Die Autoren beschreiben eingangs die Problematik hoher Netzausbaukosten beim Anschluss von Photovoltaik-Flächenanlagen. Das Vorgehen der durchgeführten Netzanalyse im konkreten Fall (Abb.: Grafische Darstellung des südlichen MS-Netzes der Stadtwerke Kehlheim mit angedeuteter Einspeiseleistung) und die 6 analysierten Netzanschlussvarianten werden beschrieben und diskutiert (Abb.: Gegenüberstellung der Investitionen der verschiedenen Netzausbauszenarien). Die oben genannte günstigste Anschlussvariante besteht aus folgender Kombination: Verlegung der vorhandenen Netztrennstelle zwischen zwei 20-kV-Stränge; Verstärkung einer bestehenden Freileitungsstrecke über 1 km; Einsatz von maximal 15RONT sowie Spannungsblindleistungsregelung durch die PV-Flächenanlage. KW - Blindleistungsregelung KW - elektrische Energieverteilung KW - Investitionskosten KW - Kostenanalyse KW - Mittelspannung (elektrisch) KW - Netzanschluss KW - Netztransformator KW - Ortsnetz (Energie) KW - Photovoltaikanlage KW - Szenarioanalyse KW - Wirtschaftlichkeitsrechnung Y1 - 2014 VL - 64 IS - 6 SP - 63 EP - 65 PB - Energiewirtschaft und Technik, Verl.-Ges. CY - Gräfelfing ER - TY - CHAP A1 - Haslbeck, Matthias A1 - Rauch, Johannes A1 - Brückl, Oliver A1 - Bäsmann, Rainer A1 - Günther, Andreas A1 - Rietsche, Hansjörg A1 - Tempelmeier, Achim T1 - Blindleistungsmanagement in Mittelspannungsnetzen BT - Ergebnisse des Forschungsprojekts SyNErgie T2 - Zukünftige Stromnetze 2019, 30.-31.Jan.2019, Berlin N2 - Die Energiewende führt zu neuen Herausforderungen für Verteilungsnetzbetreiber hinsichtlich der Erbringung von Systemdienstleistungen, der Integrationsfähigkeit weiterer Erzeugungsanlagen und Lasten sowie bei der Gewährleistung einer hohen Versorgungssicherheit. Die Deckung der steigenden Blindleistungsbedarfe seitens der Netzbetriebsmittel, Verbraucher und Erzeuger gewinnt durch den Wegfall der Großkraftwerke für Netzbetreiber zunehmend an Bedeutung.Das abgeschlossene und vom BMWi geförderte Projekt SyNErgie (Laufzeit von 03/2015 bis 05/2018) beschäftigt sich mit der Entwicklung von Blindleistungsmanagementsystemen für Mittelspannungsnetze (MS-Netze). Ziel dabeiist es, das bisher ungenutzte, freie Blindleistungspotenzial betrieblicher Kompensationsanlagen und dezentraler Erzeugungsanlagen (allg.: Q-Quellen) zu nutzen, um die Blindleistungsänderungsfähigkeit 1 eines Verteilungsnetzes zu erhöhen. Diese Veröffentlichung stellt ausgewählte Einzelergebnisse und Erfahrungen des Projektes vor, welche u. a. über zahlreiche Messungen inMS-Netzen bei Firmen mit Anschlusspunkt in der MS-Ebene, Netzsimulationen und mathematische Modelle abgeleitet wurden. Y1 - 2019 UR - https://www.fenes.net/wp-content/uploads/2019/03/SyNErgie_Paper_2019_Kreuzer_Blindleistungsmanagement_MSNetze.pdf SP - 170 EP - 182 ER - TY - GEN A1 - Haslbeck, Matthias A1 - Brückl, Oliver T1 - Liberalisierung von Systemdienstleistungen T2 - Zukünftige Stromnetze für erneuerbare Energien N2 - Die Liberalisierung der Blindleistung und Schaffung von regionalen nicht ausschreibungspflichtigen Q-Beschaffungsprozessen ermöglicht vor allem künftig erhebliche Kostenreduktionspotenziale. Allerdings ist die Etablierung mit umfangreichen Eingriffen in den heutigen Normen- und Gesetzesrahmen verbunden. Damit diese Potenziale gehoben werden können, bedarf es einerseits der Möglichkeit der Kostenanrechnung im Rahmen der Netznutzungsentgelte, andererseits eines Anreizsystems, sinnvoll und sorgsam mit Q umzugehen. Grundsätzlich ist vorher gründlich zu untersuchen, ob und ab welchem Zeitpunkt die Liberalisierung der Blindleistung zielführend ist und wie im Detail die Liberalisierung der Blindleistung auszugestalten wäre. KW - Blindleistung KW - Deregulierung KW - Energiewende KW - Kostenreduktion KW - Netzmanagement KW - Netz-Management KW - Privatisierung KW - Stromerzeugung KW - Stromversorgung KW - Wettbewerb KW - Wiederaufbau KW - Wirkleistung Y1 - 2014 SN - 978-3-943891-34-8 SP - 170 EP - 175 PB - Ostbayerisches Technologie-Transfer-Institut (OTTI) CY - Regensburg ER - TY - CHAP A1 - Kraus, Hermann A1 - Brückl, Oliver T1 - Use and Programmatic Extension of PowerFactory for the Implementation of Automated Network Planning at the Distribution Grid Level T2 - 2020 10th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT): 16-18 Sept. 2020 N2 - In this paper it is presented how the network calculation program PowerFactory is used to implement automated network planning algorithms. PowerFactory’s internal functions and data sets are discussed and it is shown how the functions and data sets have been extended by specially developed scripts to enable the automation of network planning steps. Finally, the methodology applied to calculate grid use cases is briefly discussed. KW - automated grid planning KW - Current measurement KW - distribution grid KW - grid data handling KW - Load flow KW - Load modeling KW - Loading KW - Planning KW - Power cables KW - PowerFactory KW - Reactive power Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1109/ACIT49673.2020.9208900 SP - 731 EP - 736 PB - IEEE ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Breuer, Christopher A1 - Drees, Tim A1 - Eckert, Fabian A1 - Maaz, Andreas A1 - Pape, Carsten A1 - Rotering, Niklas A1 - Thema, Martin T1 - Speicherbedarf in der Stromversorgung T2 - Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration KW - Speicherbedarf KW - Stromversorgung Y1 - 2017 SN - 978-3-662-48893-5 SN - 978-3-662-48892-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-48893-5_3 SP - 53 EP - 140 PB - Springer Vieweg CY - Berlin ; Heidelberg ET - 2. Auflage ER - TY - CHAP A1 - Rauch, Johannes A1 - Brückl, Oliver A1 - Engel, Bernd ED - Schulz, Detlef T1 - Analysis and optimization of the steady state voltage deviation demand for reactive power planning using installed reactive power sources T2 - NEIS 2022; Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems, 26-27 September 2022, Hamburg N2 - The provision of reactive power is one option for maintaining the grid voltage, that is defined as an ancillary service in Germany. This paper presents an approach for determining deficient voltage deviation demands within an electrical grid for long term reactive power planning investigations. In contrast to previous approaches, which evaluate the Q-behavior of extended ward elements or grid assets, voltage deviations are analyzed bus-specifically. So further reactive power planning investigations are able to scale and optimize additional reactive power sources directly on planning voltage limits using load flow sensitivity techniques. The focus lies on the analysis of the steady state demand at base case conditions. Therefore, a grid planning process is conceptualized. An optimal power flow algorithm based on Differential Evolution is used for an optimal reactive power dispatch of installed reactive power sources, e. g. reactive power compensation systems or (renewable) energy sources to minimize the total voltage deviation according to voltage limits of Transmission System Operators planning principles. Methodological and processuals specifications as well as an application use case with an exemplary transmission system are presented in this paper. KW - Reactive Power KW - Reactiver Power Planning KW - Voltage Control KW - Optimal Power Flow KW - Differential Evolution Y1 - 2022 UR - https://ieeexplore.ieee.org/document/10048083 SN - 978-3-8007-5983-5 SN - 2510-6902 SP - 175 EP - 182 PB - VDE-Verlag CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Thema, Martin A1 - Weidlich, Tobias A1 - Hörl, Manuel A1 - Bellack, Annett A1 - Mörs, Friedemann A1 - Hackl, Florian A1 - Kohlmayer, Matthias A1 - Gleich, Jasmin A1 - Stabenau, Carsten A1 - Trabold, Thomas A1 - Neubert, Michael A1 - Ortloff, Felix A1 - Brotsack, Raimund A1 - Schmack, Doris A1 - Huber, Harald A1 - Hafenbradl, Doris A1 - Karl, Jürgen A1 - Sterner, Michael T1 - Biological CO2-Methanation: An Approach to Standardization JF - Energies N2 - Power-to-Methane as one part of Power-to-Gas has been recognized globally as one of the key elements for the transition towards a sustainable energy system. While plants that produce methane catalytically have been in operation for a long time, biological methanation has just reached industrial pilot scale and near-term commercial application. The growing importance of the biological method is reflected by an increasing number of scientific articles describing novel approaches to improve this technology. However, these studies are difficult to compare because they lack a coherent nomenclature. In this article, we present a comprehensive set of parameters allowing the characterization and comparison of various biological methanation processes. To identify relevant parameters needed for a proper description of this technology, we summarized existing literature and defined system boundaries for Power-to-Methane process steps. On this basis, we derive system parameters providing information on the methanation system, its performance, the biology and cost aspects. As a result, three different standards are provided as a blueprint matrix for use in academia and industry applicable to both, biological and catalytic methanation. Hence, this review attempts to set the standards for a comprehensive description of biological and chemical methanation processes. KW - Biological methanation KW - bubble column reactor KW - CO2-methanation KW - CSTR KW - membrane reactor KW - methanation KW - Power-to-Gas KW - Power-to-Methane KW - standardization KW - Trickle-bed reactor Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.3390/en12091670 N1 - Corresponding author: Martin Thema VL - 12 IS - 9 SP - 1 EP - 32 PB - MDPI ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Eckert, Fabian A1 - Henning, Hans-Martin A1 - Trost, Tobias T1 - Speicherbedarf im Verkehrs- und Chemiesektor T2 - Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration KW - Speicherbedarf KW - Verkehrssektor KW - Chemische Industrie Y1 - 2017 SN - 978-3-662-48893-5 SN - 978-3-662-48892-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-48893-5_5 SP - 169 EP - 192 PB - Springer Vieweg CY - Berlin ; Heidelberg ET - 2. Auflage ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Thema, Martin T1 - Vergleich der Speichersysteme T2 - Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration KW - Energiespeicher Y1 - 2017 SN - 978-3-662-48893-5 SN - 978-3-662-48892-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-48893-5_12 SP - 645 EP - 682 PB - Springer Vieweg CY - Berlin ; Heidelberg ET - 2. Auflage ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Stadler, Ingo A1 - Eckert, Fabian A1 - Gerhardt, Norman A1 - von Olshausen, Christian A1 - Thema, Martin A1 - Trost, Tobias T1 - Speicherintegration zur Kopplung unterschiedlicher Energiesektoren T2 - Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration KW - Energieversorgung KW - Energiespeicher KW - Sektorkopplung KW - Systemintegration Y1 - 2017 SN - 978-3-662-48893-5 SN - 978-3-662-48892-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-48893-5_14 SP - 769 EP - 818 PB - Springer Vieweg CY - Berlin ; Heidelberg ET - 2. Auflage ER - TY - CHAP A1 - Sterner, Michael A1 - Bauer, Franz A1 - Crotogino, Fritz A1 - Eckert, Fabian A1 - von Olshausen, Christian A1 - Teichmann, Daniel A1 - Thema, Martin T1 - Chemische Energiespeicher T2 - Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration KW - Energiespeicher KW - Elektrochemisches Verfahren KW - Elektrochemische Energieumwandlung Y1 - 2017 SN - 978-3-662-48893-5 SN - 978-3-662-48892-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-48893-5_8 SP - 327 EP - 493 PB - Springer Vieweg CY - Berlin ; Heidelberg ET - 2. Auflage ER - TY - CHAP A1 - Malz, Sebastian A1 - Steffens, Oliver A1 - Krenkel, Walter ED - Völker, Conrad ED - Kornadt, Oliver ED - Jentsch, Mark ED - Vogel, Albert T1 - Solaraktive Fassaden im Bestandsbau T2 - Bauphysiktage 2019 in Weimar - Bauphysik in Forschung und Praxis, 25. und 26. September 2019, Bauhaus-Universität Weimar N2 - Im Rahmen des Forschungsprojektes MAGGIE, das am Beispiel des historischen Quartiers Margaretenau in Regensburg innovative Lösungen für modernes und bezahlbares Wohnen erforscht, soll über eine solaraktive Fassade Sonnenwärme im Bestandsmauerwerk eingespeichert werden, um so den Energiebedarf des Gebäudes zu reduzieren. Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-20464 UR - https://www.researchgate.net/publication/341654708_Solaraktive_Fassaden_im_Bestandsbau SN - 978-3-00-063821-3 SP - 127 EP - 129 ER - TY - JOUR A1 - Li, Liwen A1 - Lange, Klaus W. T1 - Planning Principles for Integrating Community Empowerment into Zero-Net Carbon Transformation JF - smart cities N2 - The adoption of the UN 2030 Agenda and the Sustainable Development Goals is a landmark in international sustainability politics. For example, Europe has set ambitious targets to achieve 100 climate-neutral and smart cities by 2030. However, numerous case studies from different countries have found that accelerating the transition to net-zero carbon emissions is easily hampered by the lack of a coherent systems framework, and that implementation gaps remain at the community level. These barriers are often due to a lack of an adequate end-user (i.e., household) input and early planning participation. This work therefore aims to improve on conventional planning methods that do not reflect innovative technologies with uncertainty and may not be applicable due to the lack of community empowerment, which is a dynamic learning and intervention opportunity for end-users at different planning stages (i.e., outreach, survey, planning, implementation, management, and maintenance). Using the lessons learned from participatory action research, whereby the author was involved as a project director throughout the planning and design process, we identified a six-step cycle principle. The steps are (1) collective action commitments, (2) local values and resource identification, (3) carbon footprint inventory, (4) optimized integration of environment, economy, and energy action plans, (5) Flexible strategic energy system plans, and (6) digital performance monitoring. Ultimately, the outcomes provide application support for policymakers and planners and stimulate community engagement to contribute to the achievement of zero net carbon emissions. T2 - Planungsprinzipien für die Integration von Community Empowerment in die Zero-Net Carbon Transformation KW - social science KW - environmental planning KW - responsible research innovation KW - public–private partnerships KW - low-carbon communities KW - participatory action research KW - collective actions Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-57765 VL - 2023 IS - 6 SP - 100 EP - 122 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - CHAP A1 - Brückl, Oliver A1 - Krpal, Ondrej A1 - Riepl, Markus T1 - Influence of wind and solar energy on the frequency of switching operations of On-Load Tap-Changers (OLTC) BT - Electric Power Engineering T2 - Proceedings of the 13th International Scientific Conference Electric Power Engineering 2012, EPE 2012; Vol. 2 Y1 - 2012 SP - 719 EP - 722 PB - EPE CY - Brno, Czech Republic ER -