Themenfelder AGNES

Die Elektrifizierung von Wärme- und Transportsektor sowie die dezentrale Energieerzeugung erweitert das Aufgabenfeld von Verteilnetzbetreibern. Modellierung und Simulation von Verteilnetzen der Zukunft werden dabei immer wichtiger. In diesem Themengebiet geht es um die Modellierung und Simulation detaillierter Erzeugungs- und Verbrauchsanlagen im elektrischen Niederspannungsnetz und die Simulation von elektrischen Netzen sowohl in Software (z.B. PSS SINCAL, Matlab Simulink oder Pandapower (Python) als auch in Echtzeit auf einem Hardware Netzsimulator (Opal-RT).
Die Ziele dieses Studienbereichs sind vielfältig: Sie sollen ein tiefes Verständnis für die dynamischen Prozesse innerhalb von Stromnetzen entwickeln, die Fähigkeiten zur Analyse und Optimierung elektrischer Systeme erlernen sowie praxisnahe Problemlösungsansätze kennenlernen.

Bei Interesse melden Sie sich bitte bei Lars Quakernack (lars.quakernack@hsbi.de) oder Melina Gurcke (melina.gurcke@hsbi.de). Der betreuende Professor ist Prof. Jens Haubrock.

Die Netzschutztechnik ist ein wichtiger Bereich der elektrischen Energietechnik, der sich mit dem Schutz elektrischer Netze befasst. Ziel ist es, die Sicherheit und Zuverlässigkeit von elektrischen Netzen zu gewährleisten.
Durch verschiedene Schutzfunktionen wie etwa der Überstromschutz oder Erd- und Kurzschlussschutz, sollen anormale Betriebszustände erkannt und schnell darauf reagiert werden. Dadurch sollen Schäden von den Betriebsmitteln und Gefahren für Menschen vermieden werden.
Die Ziele dieses Studienbereichs umfassen die Entwicklung von Schutzkonzepten, Parametrierung der Schutzgeräte und Überprüfung der Schutzfunktionen. Es stehen hierfür verschiedene Schutzgeräte und ein Prüfgerät zur Verfügung.

Bei Interesse meldet euch bitte bei Dirk Hansmeier (dirk.hansmeier@hsbi.de). Der betreuende Professor ist Prof. Jens Haubrock.

Um den Anteil erneuerbarer Energien im Stromnetz zu erhöhen, ist es entscheidend, dass Erzeugung und Verbrauch lokal aufeinander abgestimmt werden. Dazu sind präzise Prognosen sowohl der Erzeugung als auch des Verbrauchs notwendig. In diesem Bereich liegt der Fokus auf dem Einsatz von künstlicher Intelligenz oder Wahrscheinlichkeitsrechnungen im elektrischen Netz, insbesondere der Prognose von volatilen erneuerbaren Energien wie Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) und elektrischen Verbrauchern wie Elektrofahrzeuge oder Haushaltslasten
Die Ziele dieses Forschungs- und Studienbereichs umfassen die Entwicklung von Algorithmen und Modellen, die in der Lage sind, die zukünftige Erzeugung erneuerbarer Energien und den Energieverbrauch präzise vorherzusagen. Um die Verlässlichkeit und Transparenz von Prognosen zu erhöhen, liegt ein weiterer Schwerpunkt auf der Erklärbarkeit von KI-Methoden und der Abschätzung der Wahrscheinlichkeit von Prognosen. Sie können in diesem Themengebiet praktische Erfahrungen im Umgang mit modernen Technologien und deren Anwendung im Energiesektor sammeln.

Bei Interesse meldet euch bitte bei Katrin Schulte (katrin.schulte@hsbi.de) oder Angellina Ebenezer (angellina.ebenezer_anitha@hsbi.de). Der betreuende Professor ist Prof. Jens Haubrock.

Neue Verbraucher mit hohen Leistungen, wie beispielsweise die Ladung von Elektrofahrzeugen oder Wärmepumpen, sowie dezentrale erneuerbare Energieanlagen stellen in Zukunft eine Herausforderung für die Netzstabilität dar. Um die Stabilität des Stromnetzes zu erhöhen, ist es notwendig, diese neuen Verbraucher und die erzeugte Energie aus erneuerbaren Quellen aufeinander abzustimmen und  somit autonom zu steuern. Hierbei können entweder einzelne steuerbare Komponenten, wie die Ladung von Elektrofahrzeugen oder Batteriespeicher, oder ein gesamter Netzabschnitt betrachtet werden (zellularer Ansatz).

Die Ziele dieses Themas umfassen die Entwicklung von intelligenten Steuerungs- und Managementsystemen, die eine effektive Koordination der neuen Verbraucher und Erzeuger im Netz ermöglichen. Durch die Implementierung autonomer Steuerungsstrategien soll die Lastverteilung optimiert und Spitzenlasten sowie Energieüberschüsse vermindert werden. Des Weiteren wird angestrebt, Lösungen zu finden, die eine nahtlose Integration von erneuerbaren Energiequellen in das bestehende Stromnetz ermöglichen und gleichzeitig den Komfort und die Effizienz für Endverbraucher erhöhen.

Bei Interesse meldet euch bitte bei Lars Quakernack (lars.quakernack@hsbi.de) oder Katrin Handel (katrin.handel @hsbi.de). Der betreuende Professor ist Prof. Jens Haubrock.

Der Power-Hardware-in-the-Loop-Teststand (PHIL) der AGNES besteht aus mehreren Modulen, unter anderem einer Sammelschiene mit Messgeräten, einer elektronischen Last mit 15kVA Leistung, mehreren EFZ-Ladeanlagen und EFZ-Emulatorboxen und einem Echtzeitsimulator. An die Sammelschiene können flexibel andere Module angeschlossen oder auch Energiemanagementsysteme zu deren Validierung integriert werden.

Der Teststand wird in Verbindung mit verschiedenen Forschungsprojekten verwendet und entsprechend an diese angepasst. Ziel ist es den Teststand Hardware-technisch zu erweitern, Messungen durchzuführen und Forschungsarbeiten durchzuführen.

Bei Interesse meldet euch bitte bei Jonas Giebeler (jonas.giebeler@hsbi.de). Der betreuende Professor ist Prof. Jens Haubrock.

Nicht nur durch die Energiewende schreitet die Digitalisierung der Verteilnetze voran. Durch das Ausrollen von Smart-Meter-Gateways und Steuerboxen wird es in Zukunft möglich sein, auch im Niederspannungsnetz Erzeugung und Verbrauch aufeinander abzustimmen. Aber auch die Mittelspannungsnetze werden mit fernsteuerbaren Schaltern und intelligenten Ortsnetzstationen digitalisiert, um Fehler früher zu erkennen und automatisiert einzugreifen, womit Ausfallzeiten reduziert werden. Zusätzlich drängen neue Konzepte und Technologien, wie “virtuelle IEDs” und der Kommunikationsstandard IEC 61850 in den Markt. All dies erfordert einen ständigen Datenaustausch zwischen unzähligen Geräten und Betriebsmitteln, welche zuverlässig, sicher und gleichzeitig kostengünstig sein soll. Ziel ist es OT-Netzwerke aufzubauen, die Kommunikationsstrukturen zu testen und den realen Betrieb festzustellen.

Bei Interesse meldet euch bitte bei Jonas Giebeler (jonas.giebeler@hsbi.de) oder Dirk Hansmeier (dirk.hansmeier@hsbi.de). Der betreuende Professor ist Prof. Jens Haubrock.

Mit dem kontinuierlichen Anstieg der erneuerbaren Energien steigt die Bedeutung von grünem Wasserstoff zur Unterstützung der Energiewende. Elektrolyseure und Brennstoffzellen können netzdienliche Flexibilitäten bereitstellen. In diesem Themengebiet wird insbesondere der Betrieb von stationären Brennstoffzellen und die Integration in elektrische Netze untersucht. Aspekte zur Elektrolyse und Speicherung von Wasserstoff runden das Themengebiet ab.
Weitere Infos unter: AG Wies

Bei Interesse meldet euch bitte bei Emma Davies (emma.davies@hsbi.de) oder Kersten Kröger (kersten.kroeger@hsbi.de). Der betreuende Professor ist Prof. Jens Haubrock.

Die Energiewende ist nicht alleine im Stromsektor zu lösen, es braucht die Interaktion und das Zusammenspiel der verschiedenen Sektoren (Strom, Wärme, Mobilität, Gas). Bei einem Überschuss an elektrischer Energie kann diese beispielsweise in Wärme umgewandelt und im Wärmesektor verbraucht oder gespeichert werden. Die Flexibilitäten, die durch die Sektorenkopplung entstehen, stabilisieren das elektrische Netz, indem sie Verbrauch und Erzeugung besser aufeinander abstimmen und so eine sichere sowie bezahlbare Dekarbonisierung des gesamten Energiesystems ermöglichen. Es gilt, geeignete Technologien und Geschäftsmodelle zu entwickeln, die eine wirtschaftlich effiziente und stabile Nutzung der Flexibilitäten erlauben. Zudem spielen regulatorische Rahmenbedingungen und die gesellschaftliche Akzeptanz eine wesentliche Rolle, um die Umsetzung der Sektorenkopplung in der Praxis zu fördern und langfristig eine nachhaltige und resiliente Energieversorgung zu gewährleisten.

Ziel dieses Bereich ist es Simulationen von Sektrorengekoppelten Systemen (z.B. Wärmenetze) aufzubauen mit den Stromnetzen zu verknüpfen und Simulationen durchzuführen. Dabei müssen der regulatorische Rahmen und die gesellschaftliche Akzeptanz berücksichtig werden.

Bei Interesse meldet euch bitte bei Lars Quakernack (lars.quakernack@hsbi.de) oder Melina Gurcke (melina.gurcke@hsbi.de). 
Der betreuende Professor ist Prof. Jens Haubrock.

Die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie hängt stark von einer stabilen und kostengünstigen Energieversorgung ab, insbesondere in energieintensiven Branchen. Die globale Dekarbonisierung und der verstärkte Einsatz von Strom zur Senkung von CO2-Emissionen stellen Unternehmen vor neue Herausforderungen: steigende Strompreise und potenziell höhere Produktionskosten. Strengere Klimaschutzvorgaben verlangen zudem eine fast CO2-neutrale Energieversorgung, was einen Wandel hin zu emissionsfreien Energiequellen erfordert. Diese Umstellung ist ökologisch notwendig, aber auch eine ökonomische Herausforderung, die effizientes Management und Innovation erfordert, um die Wettbewerbsfähigkeit langfristig zu sichern.

Das Ziel dieses Bereichs liegt auf der Entwicklung von Software-Tools zur Emissionsmessung, Prognosemodellierung und Steuerung des Energieverbrauchs. Damit soll eine datenbasierte Grundlage geschaffen werden, um Emissionen zu reduzieren, Kosten zu optimieren und eine CO2-neutrale, wettbewerbsfähige Energieversorgung für Industrieunternehmen zu ermöglichen.

Bei Interesse meldet euch bitte bei Thomas Engelmann (thomas.engelmann@hsbi.de). Der betreuende Professor ist Prof. Jens Haubrock.