INTEGRIERTE VERSORGUNG SICHERN
Die Digitalisierung spielt in Energiesystemen und für die Energiewende eine bedeutende Rolle. Sie unterstützt beziehungsweise ermöglicht die Erfassung, Überwachung, Kommunikation, Analyse und Optimierung von Messwerten sowie die (Fern-)Steuerung dezentraler Energieumwandlungsanlagen und Betriebsmittel für eine effizientere Betriebsführung, die sich weitgehend automatisiert an die hochdynamisch veränderlichen Prozesse der Energiewirtschaft anpasst. Ein mehrere Sektoren wie Strom, Gas oder Wärme integrierendes Energiesystem schafft einerseits Flexibilität, um auf die Prognoseunsicherheit dezentraler, dargebotsabhängiger Energieeinspeisung reagieren zu können. Gleichzeitig erhöht es die Systemkomplexität drastisch – mit Auswirkungen auf Modellierung und Steuerung. Neben einem Verständnis für neue Wechselwirkungsdynamiken in einem integrierten Energie- und Informationssystem sind zum Teil völlig neue Ansätze zur Analyse und Optimierung dieses Cyber-Physical-Energy-System-of-Systems erforderlich.
Zentrale Aspekte des Zukunftslabors Energie sind maschinelles Lernen und Big Data Analytik in Energiesystemen, cyber-resiliente Energiesysteme und Informationssicherheit, Informations- und Kommunikationstechnologie-basierte Integration neuer Akteure in die System- und Einsatzplanung von dezentralen Energieanlagen sowie Interoperabilität und standardisierte Prozesse multimodaler Energiesysteme.
Wissenschaftler*innen
Sarah Fayed (Hochschule Emden/Leer)
Sarah Fayed ist wissenschaftliche Mitarbeiterin im Labor Regenerative Energien an der Hochschule Emden/Leer, Fachbereich Elektrotechnik/Informatik. Ihre Forschungsschwerpunkte sind: elektrische Netzsimulationen, Energiedatenanalyse- und Prognosen. ...
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Sarah K. Lier (Leibniz Universität Hannover)
Sarah K. Lier ist wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Wirtschaftsinformatik an der Leibniz Universität Hannover. Ihre Forschungsschwerpunkte sind erklärbare und ethische künstliche Intelligenz und erneuerbare Energiesysteme. ...
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Luca Manzek (OFFIS Institut für Informatik)
Luca Manzek ist wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Energie, in der Gruppe "Entwurf und Bewertung standardisierter Systeme", an dem OFFIS Institut in Oldenburg.
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Annika Ofenloch (OFFIS Institut für Informatik)
Annika Ofenloch ist wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Abteilung Co-Simulation multimodaler Energiesysteme am OFFIS Institut für Informatik. Zu ihren Forschungsinteressen gehören die Modellierung und simulative Untersuchung digitalisierter Energiesysteme. ...
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Fernando Andres Penaherrera Vaca (OFFIS Institut für Informatik)
Fernando Andreas Penaherrera Vaca ist wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Energie, in der Gruppe "Energy Efficient Smart Cities", an der OFFIS Institut in Oldenburg. Seine Forschungsschwerpunkte sind die Modellierung von Energiesystemen und deren Komponenten in...
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Jan Petznik (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR))
Jan Petznik ist Projekt- und Laborleiter in der Abteilung Energiesystemtechnologie am Institut für Vernetzte Energiesysteme am Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt in Oldenburg. Seine Forschungsschwerpunkte liegen in den Bereichen elektrische Energiesysteme, Sektorenk...
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Dr. Ing. Sven Rosinger (OFFIS Institut für Informatik)
Dr-Ing. Sven Rosinger ist Forschungsgruppenleiter im Bereich Energie am OFFIS. Seine Forschungsschwerpunkte sind: Technologien für energieeffiziente Smart Cities, Mehrwertdienste auf Basis von Smart Meter Gateways ...
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Alejandro Rubio (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR))
Alejandro Rubio ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR), Institut für Vernetzte Energiesysteme / Seine Forschungsschwerpunkte sind: Betrieb und Resilienz elektrischer Netze und die Simulation und Optimierung von Energiesy...
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Henrik Wagner (Technische Universität Braunschweig)
Henrik Wagner ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am elenia Institut für Hochspannungstechnik und Energiesysteme an der TU Braunschweig. Seine Forschungsschwerpunkte sind: Simultane Mehrfachnutzung von häuslichen Batteriespeichersystemen, Netzaufnahmefähigkeit von Quartiere...
MEHR ZUR PERSONGeförderte Einrichtungen
Berichte
Stromversorgung in einer digitalen Energiewirtschaft sicherstellen
Die Wissenschaftler*innen des Zukunftslabors Energie erforschen digitale Technologien, die eine konstante Versorgung mit erneuerbarer Energie sicherstellen. Denn aus Sonne, Wind und Wasser erzeugte Energie unterliegt Schwankungen. Für ihre Forschung simulieren sie Wohnsiedlungen und koppeln Forschungslabore. MEHR
Zukunftslabor Energie beim „Tag der Energieforschung“ in Hannover
Beim „Tag der Energieforschung“ präsentieren Wissenschaftler*innen der Leibniz Universität Hannover aktuelle Forschungsprojekte und –ergebnisse. Sarah K. Lier stellte die Forschung des Zukunftslabors Energie vor. Die Veranstaltung diente zum interdisziplinären Austausch und zur Inspiration unter Wissenschaftler*innen. MEHR
Zukunftslabor Energie beim „Workshop for Young Scientists“
Das Zukunftslabors Energie präsentierte seine Forschungsmethoden bei einem Workshop in Hannover. Dabei ging es unter anderen um eine Best Practice für einen effizienten Forschungsprozess in interdisziplinären Teams. Als Beispiel diente die Netzintegration von Elektrofahrzeugen in bestehenden Wohngebieten. MEHR
Videos und Podcasts
Energie der Zukunft: Digitale Energiesysteme
Digitale Plattform für eine offene Energieforschung
Energie verstehen – Der Schlüssel zur erfolgreichen Energiewende.
Wissenschaftliche Veröffentlichungen
Applying Trust for Operational States of ICT-Enabled Power Grid Services
Digitalization enables the automation required to operate modern cyber-physical energy systems (CPESs), leading to a shift from hierarchical to organic systems. However, digitalization increases the n...
Digitalization enables the automation required to operate modern cyber-physical energy systems (CPESs), leading to a shift from hierarchical to organic systems. However, digitalization increases the number of factors affecting the state of a CPES (e.g., software bugs and cyber threats). In addition to established factors like functional correctness, others like security become relevant but are yet to be integrated into an operational viewpoint, i.e. a holistic perspective on the system state. Trust in organic computing is an approach to gain a holistic view of the state of systems. It consists of several facets (e.g., functional correctness, security, and reliability), which can be used to assess the state of CPES. Therefore, a trust assessment on all levels can contribute to a coherent state assessment. This paper focuses on the trust in ICT-enabled grid services in a CPES. These are essential for operating the CPES, and their performance relies on various data aspects like availability, timeliness, and correctness. This paper proposes to assess the trust in involved components and data to estimate data correctness, which is crucial for grid services. The assessment is presented considering two exemplary grid services, namely state estimation and coordinated voltage control. Furthermore, the interpretation of different trust facets is also discussed.
Autor*innen
- Anand Narayan
- M.Sc. Michael Brand (OFFIS Institut für Informatik)
- Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff (Carl von Ossietzky Universität Oldenburg)
Veröffentlichung
- ACM Transactions on Autonomous and Adaptive Systems
- 13.03.2024
- Link zur Veröffentlichung
Diese Veröffentlichung entstand aufbauend auf der ZDIN Förderung.
WenigerModelling the propagation of properties across services in cyber-physical energy systems
Modern power systems, referred to as cyber-physical energy systems (CPESs), are complex systems with strong interdependencies between power and information and communication technology (ICT) systems. ...
Modern power systems, referred to as cyber-physical energy systems (CPESs), are complex systems with strong interdependencies between power and information and communication technology (ICT) systems. CPESs also have dependencies between the essential grid services. For instance, coordinated voltage control depends on state estimation, which depends on measurement acquisition. Since the operation of CPESs is largely influenced by these grid services, assessing their performance is crucial for assessing the performance of a CPES. Most of these grid services are enabled by the ICT system, i.e., they rely to a high degree on ICT. Hence, properties such as availability, correctness and timeliness, which depend on the involved software, hardware and data of the ICT system, must be considered for assessing the performance of an ICT-enabled grid service. Disturbances and repairs in CPESs impact these properties, which can then propagate and affect the performance of a grid service as well as other dependent grid services. There is, therefore, a need to model the influence of the properties of software, hardware and data on ICT-enabled grid services for single services as well as across several services, resulting in a propagation of these parameters. Current literature lacks such a model, which can used not only to investigate but also to visualise the impact of these properties on the overall perfromance of a grid service as well as other dependent grid services. This paper proposes a meta model for assessing the performance of ICT-enabled grid services, which can be instantiated for different grid services considering their dependencies. A multi-dimensional operational state space, which serves as a visualisation of the performance of grid services in terms of their state trajectory, is also proposed in this paper. The contributions are then demonstrated by a case study with a state estimation service and the widely-used CIGRE medium voltage benchmark power grid augmented with an ICT system. Three scenarios with disturbances are presented to show the benefits of the contributions. Specifically, the performance of the state estimation service considering the disturbances is investigated using the meta model, and the change in performance is visualised as trajectories using the operational state space. These contributions enable new possibilities for planning and vulnerability analyses: property changes in parts of the ICT system can be simulated to investigate their consequences throughout the ICT-enabled grid services. A trajectory representing their performance can then be visualized in the state space based on which measures could be implemented to potentially improve the resilience of the service against the considered disturbances.
Autor*innen
- Anand Narayan
- M.Sc. Michael Brand (OFFIS Institut für Informatik)
- Nils Huxoll
- Hassan Batoul Hage (OFFIS Institut für Informatik)
- Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff (Carl von Ossietzky Universität Oldenburg)
Veröffentlichung
- Energy Informatics
- 26.03.2024
- Link zur Veröffentlichung
Diese Veröffentlichung entstand aufbauend auf der ZDIN Förderung.
WenigerComparing Ontologies in Energy Research
This abstract presents a comparison of ontologies in energy research to improve interoperability and aid researchers in selecting the most suitable ontology. Using a modified PRISMA approach, eight re...
This abstract presents a comparison of ontologies in energy research to improve interoperability and aid researchers in selecting the most suitable ontology. Using a modified PRISMA approach, eight relevant ontologies were identified and evaluated based on 21 criteria across four categories: Best Practice, Practical Implementation, Maintenance and Accessibility, and Governance. The Open Energy Ontology (OEO) scored the highest overall, followed by BRICK, SEAS, and CIM. Despite the high scores, all evaluated ontologies exhibited implementation issues and areas for improvement. The findings aim to facilitate better ontology selection and usage in energy research.
Autor*innen
- Alexandro Steinert
- M. Sc. Stephan Ferenz (Carl von Ossietzky Universität Oldenburg)
- Prof. Dr.-Ing. Astrid Nieße (Carl von Ossietzky Universität Oldenburg)
Veröffentlichung
- 1. NFDI4Energy Conference
- 20.02.2024
- Link zur Veröffentlichung
Diese Veröffentlichung entstand im Rahmen der ZDIN Förderung durch das Ministerium für Wissenschaft und Kultur.
WenigerWissenschaftliche Vorträge
Nano Energy System Simulator NESSI
Sarah K. Lier (Leibniz Universität Hannover)
M.Sc. Maximilian Heumann (Hochschule Hannover)
Celine Schoe
Youngho Go
Prof. Dr. rer. nat. habil. Michael H. Breitner (Leibniz Universität Hannover)
Veranstaltung: Tag der Energieforschung
Datum: 13.06.2024
Efficient Collaboration in Interdisciplinary Teams: an Electromobility Research Example
Henrik Wagner (Technische Universität Braunschweig)
Sarah K. Lier (Leibniz Universität Hannover)
Sarah Fayed (Hochschule Emden/Leer)
Fernando Andres Penaherrera Vaca (OFFIS Institut für Informatik)
Prof. Dr. rer. nat. habil. Michael H. Breitner (Leibniz Universität Hannover)
Prof. Dr.-Ing. Bernd Engel (Technische Universität Braunschweig)
Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff (Carl von Ossietzky Universität Oldenburg)
Prof. Dr. Johannes Rolink (Hochschule Emden/Leer)
Veranstaltung: Workshop "Applied Economics"
Datum: 02.05.2024
Zukunftslabor Energie und Systemdienstleistungen für sichere Stromnetze in Zeiten fortschreitender Energiewende und digitaler Transformation
Sarah K. Lier (Leibniz Universität Hannover)
M.Sc. Maximilian Heumann (Hochschule Hannover)
Prof. Dr. rer. nat. habil. Michael H. Breitner (Leibniz Universität Hannover)
Veranstaltung: Tag der Energieforschung
Datum: 13.06.2024
Technologiedemonstratoren
Assoziierte Partner
