Forschungsbericht 2022

Elektrische Energietechnik E-6

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Christian Becker

Institut auf TORE
Institutswebsite

Das ieet existiert seit 2015 und vertritt den Themenschwerpunkt der elektrischen Energiesystemtechnik an der Technischen Universität Hamburg in Forschung und Lehre. Die Zielsetzung dabei ist ein optimales systemtechnisches Zusammenwirken von Komponenten und Technologien zur Erzeugung, Übertragung, Speicherung, Verteilung und zum Verbrauch von elektrischer Energie. Im Fokus stehen elektrische Energienetze terrestrischer sowie bordsystemgebundener Energiesysteme für eine moderne, zukunftssichere, umweltverträgliche und wirtschaftliche elektrische Energieversorgung. Die Kompetenzen des Instituts liegen im Bereich der Modellierung, Optimierung und Betriebsführung von elektrischen Energienetzen und erstrecken sich hierbei besonders auch auf die Anwendung benachbarter Disziplinen wie Informations- und Kommunikationstechnik (IKT), Regelungs- und Automatisierungstechnik sowie Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI). Neben industriellen Erfahrungen in Forschung und Entwicklung energietechnischer Bordsysteme in der Luftfahrt bilden die Dynamik, Stabilität und Regelung elektrischer Energiesysteme einen besonderen Kompetenzschwerpunkt. Im Vordergrund stehen Systeme mit leistungselektronisch gekoppelten Komponenten und zunehmend sektorengekoppelte Systeme mit mehreren Energieträgern.

Publikationen

• Modelling the influence of virtual inertia in distribution systems on frequency stability - Konferenzbeitrag (nicht im Tagungsband)
  Hund, Philipp; Stock, Simon; Babazadeh, Davood; Becker, Christian
  IEEE Power and Energy Student Summit 2022 and Power Electronics Student Summit: (2022)
  
  
• Investigation of dynamic interactions in integrated energy systems - Working Paper
  Heckel, Jan-Peter; Senkel, Anne; Bode, Carsten; Schülting, Oliver; Becker, Christian; Schmitz, Gerhard; Kather, Alfons
  Technische Universität Hamburg (2022)
  Open Access
  
  
• Application of physics-based graph convolutional network in real-time state estimation of under-determined distribution grids - inProceedings
  Stock, Simon; Dressel, Markus; Babazadeh, Davood; Becker, Christian
  IEEE PES Innovataive Smart Grid Technologies Europe, ISGT Europe (2022)
  Publisher DOI
  
  
• Nachweisführung der Frequenzstabilität bei zunehmend dezentraler Erzeugung durch Typ-2-Anlagen [Verification of frequency stability with increasingly decentralized generation by type-2 power plants] - inProceedings
  Eckel, Christina; Becker, Christian
  14. ETG/GMA-Fachtagung „Netzregelung und Systemführung (2022)
  
  
• Voltage Stability Risks Caused by Dynamic Interactions in Integrated Energy Systems - inProceedings
  Heckel, Jan-Peter; Steffen, Tom; Becker, Christian
  CIGRE 2022 Paris Session
  
  
• Generation of realistic smart meter data from prosumers for future energy system senarios - Konferenzbeitrag (nicht im Tagungsband)
  Steffen, Tom; Wiegel, Béla; Babazadeh, Davood; Youssfi, Amine; Becker, Christian; Turau, Volker
  10th Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems (NEIS 2022): (2022)
  
  
• Aggregator-based optimization of the deployment of decentralized flexibility under consideration of technological and economic restrictions - Presentation
  Hoth, Kai Uwe; Wiegel, Béla; Hasmann, Jonas; Fischer, Kathrin
  International Conference on Operations Research (OR 2022)
  
  
• Integrated Planning of Multi-energy Grids: Concepts and Challenges - Konferenzbeitrag (nicht im Tagungsband)
  Mostafa, Marwan; Vorwerk, Daniela; Heise, Johannes; Povel, Alexander; Sanina, Natalia; Babazadeh, Davood; Töbermann, Christian; Speerforck, Arne; Becker, Christian; Schulz, Detlef
  10th Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems (NEIS 2022): (2022)
  
  
• A Concept for Providing Control Reserve in Integrated Energy Systems - inProceedings
  Heckel, Jan-Peter; Möws, Stefan; Becker, Christian
  International Conference on Renewable Energies and Smart Technologies (IC-REST 2022)
  Publisher DOI
  
  
• Integration of a Cooling System Architecture with a Skin Heat Exchanger for High Thermal Loads in Full Cell Powered Aircraft - inProceedings
  Schäfer, Saija; Quaium, Farid; Muhsal, Nick; Speerforck, Arne; Thielecke, Frank; Becker, Christian
  19th International Refrigeration and Air Conditioning Conference at Purdue: 2242 (2022)
  
  
• Comparing R-Vine Copulas and Quantile Regression Forests for Reliability Forecasting of Renewable Energies - inProceedings
  Möws, Stefan; Ahrens, Marisa; Becker, Christian
  IEEE Mediterranean Electrotechnical Conference (MELECON 2022)
  Publisher DOI
  
  
• Interconnected network protection systems - the basis for the reliable and safe operation of distribution grids with a high penetration of renewable energies and electric vehicles - inProceedings
  Lorenz, Matthias; Pletzer, Tobias Markus; Schuhmacher, Malte; Sowa, Torsten; Dahms, Michael; Stock, Simon; Babazadeh, Davood; Becker, Christian; Jaeger, Johann; Lorz, Tobias; Dahlmanns, Markus; Fink, Ina Berenice; Wehrle, Klaus; Ulbig, Andreas; Linnartz, Philipp; Selimaj, Antigona; Offergeld, Thomas
  CIRED Porto Workshop 2022: 548-552 (2022)
  Publisher DOI
  
  
• Real-time inertia estimation in an inverter-dominated distribution grid using a physics-informed recurrent neural network - inProceedings
  Plant, Rebecca; Stock, Simon; Babazadeh, Davood; Becker, Christian
  CIRED Porto Workshop 2022: 1403 (2022)
  Publisher DOI
  
  
• Planning of an MVDC interconnection considering an increasing penetration of E-Mobility - inProceedings
  Rose, Maximiliane; Hebbeln, Imke; Pohl, Oliver; Becker, Christian
  CIRED Porto Workshop 2022: 1447, 1094-1447 (2022)
  Publisher DOI
  
  
• Optimal operation and control of towing kites using online and offline Gaussian process learning supported model predictive control - inProceedings
  Eckel, Christina; Maiworm, Michael; Findeisen, Rolf
  American Control Conference (ACC 2022)
  Publisher DOI
  
  
• Interference of Household Devices on Broadband Power Line Communication in German Smart Grids - inProceedings
  Steffen, Tom; Peikenkamp, Malte; Ipach, Hanko; Lorenz, Matthias; Babazadeh, Davood; Becker, Christian
  7th IEEE International Energy Conference (ENERGYCON 2022)
  Publisher DOI
  
  
• Resilience-oriented operation of power systems: Hierarchical partitioning-based approach - Article
  Zare Oskouei, Morteza; Mehrjerdi, Hasan; Babazadeh, Davood; Teimourzadeh Baboli, Payam; Becker, Christian; Palensky, Peter
  Applied Energy 312: 118721 (2022-04-15)
  Publisher DOI
  
  
• Frequency Containment Reserve with a Pool of Renewable Energies and Storages - inProceedings
  Möws, Stefan; Klie, Christoph; Steen, Anna-Lena; Becker, Christian
  14. ETG/GMA-Fachtagung „Netzregelung und Systemführung (2022)
  
  
• Integrierte Netzplanung für Strom, Gas und Wärme : Konzepte für regionalisierte Szenarien und Netzentwicklung - Other
  Vorwerk, Daniela; Schulz, Detlef; Heise, Johannes; Mostafa, Marwan; Becker, Christian; Vieth, Jonathan; Sanina, Natalia
  Technische Universität Hamburg (2022)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• Ölemissionsmechanismen und ihr Beitrag zur Partikelemission von Verbrennungsmotoren - Simultane Analyse mittels Massenspektrometer- und Streulichtmessung - Thesis
  Preuß, Ann-Christin
  Technische Universität Hamburg (2022)
  
  
• Distributed utility-based real-time power flow optimization in ICT-enabled low voltage distribution grids - Article
  Ipach, Hanko; Fisser, Leonard; Becker, Christian; Timm-Giel, Andreas
  IET Generation, Transmission and Distribution (in Press): (2022)
  Publisher DOI
  
  

Projekte

• DISEGO - Critical Components for Distributed and Secure Grid Operation
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2022 - 2025
  Projektleitung: Becker, Christian
  Co-Projektleitung: Babazadeh, Davood
  Mitarbeitende: Ipach, Hanko
  
  
• EffiziEntEE - Effiziente Einbindung hoher Anteile Erneuerbarer Energien in technisch-wirtschaftlich integrierte Energiesysteme
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2022 - 2025
  Projektleitung: Becker, Christian
  Co-Projektleitung: Babazadeh, Davood
  Mitarbeitende: Steffen, Tom; Wiegel, Béla
  
  
• KOLA - Koordinierungsfunktion des Verteilnetzes und Lastmanagement für den elektrifizierten Personenverkehr
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2022 - 2026
  Projektleitung: Becker, Christian
  Mitarbeitende: Nußbaum, Finn Ole; Steen, Anna-Lena
  
  
• VeN2uS - Vernetzte Netzschutzsysteme - Adaptiv und vernetzt
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2021 - 2024
  Projektleitung: Becker, Christian
  Co-Projektleitung: Babazadeh, Davood
  Mitarbeitende: Heckel, Jan-Peter
  
  
• Grundsätzliche Untersuchungen zum Beitrag dezentraler Erzeugung zur Frequenzstabilität im Insel- und Verbundbetrieb
  Laufzeit 2021 - 2022
  Projektleitung: Becker, Christian
  Co-Projektleitung: Babazadeh, Davood
  Mitarbeitende: Eckel, Christina
  
  
• DisrupSys - Disruptive Funktionen und Technologie für den winkelbasierten Verbundnetzbetrieb in Umrichter dominierten Energiesystemen mit überwiegend regenerativer Einspeisung
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2021 - 2024
  Projektleitung: Becker, Christian
  Co-Projektleitung: Babazadeh, Davood
  Mitarbeitende: Eckel, Christina; Woidelko, Mirco
  
  
• NRL - Norddeutsches Reallabor, Teilvorhaben: Integrierte Netzplanung
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2021 - 2026
  Projektleitung: Becker, Christian; Speerforck, Arne
  Mitarbeitende: Mostafa, Marwan; Heise, Johannes; Vieth, Jonathan; Gillner, Markus
  
  
• SuSy - Gleichstromenergieversorgung für Schiffe; Konzepterstellung und Optimierung der Energieverteiung sowie Sektorenkopplung auf Schifffen unter Berücksichtigung dezentraler Energieerzeugung und Verteilung auf DC
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2021 - 2024
  Projektleitung: Kern, Thorsten Alexander
  Co-Projektleitung: Becker, Christian
  Mitarbeitende: Ihrens, Jana; Hartwich, Timon Samuel; Klie, Christoph; Annuth, Robert
  
  
• iTherNet - Intelligent Thermal Networks - Neue Kühltechnologien und energieoptimierte Betriebskonzepte
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2020 - 2023
  Projektleitung: Becker, Christian; Speerforck, Arne
  Co-Projektleitung: Thielecke, Frank
  Mitarbeitende: Muhsal, Nick; Quaium, Farid; Albertsen, Björn; Schäfer, Saija
  
  
• Einsatz von KI in der Betriebsführung von Verteilnetzen
  Technische Universität Hamburg; Laufzeit 2020 - 2024
  Projektleitung: Becker, Christian
  Mitarbeitende: Stock, Simon
  
  
• CyEntEE - I³-Project - Cyber Physical Energy Systems - Sustainability, Resilience and Economics
  Technische Universität Hamburg; Laufzeit 2020 - 2024
  Projektleitung: Becker, Christian; Turau, Volker; Fischer, Kathrin
  Mitarbeitende: Babazadeh, Davood; Venzke, Marcus; Steffen, Tom; Wiegel, Béla; Youssfi, Amine; Hoth, Kai Uwe; Shudrenko, Yevhenii
  
  
• OUREL - Optimale Nutzung Regenerativer Energien in Niederspannungsverteilnetzen
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2019 - 2023
  Projektleitung: Becker, Christian; Timm-Giel, Andreas
  Mitarbeitende: Ipach, Hanko; Fisser, Leonard
  
  
• Untersuchung der Bereitstellung von Systemdienstleistungen durch dezentrale Erzeuger mithilfe eines Power Hardware-in-the-Loop Labors
  Technische Universität Hamburg; Laufzeit 2018 - 2023
  Projektleitung: Becker, Christian
  Mitarbeitende: Möws, Stefan
  
  

Kooperationspartner

• TUHH, Institut für Kommunikationstechnik
• TUHH, Institut für Technische Thermodynamik
• TUHH, Institut für Telematik
• TUHH, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft
• TUHH, Institut für Energietechnik
• TUHH, Institut für Quantitative Unternehmensforschung und Wirtschaftsinformatik
• TUHH, Institut für Mechatronik im Maschinenbau
• TUHH, Institut für Flugzeugsystemtechnik
• Technische Universität Dortmund, Institut für Energiesysteme, Energiewirtschaft, Energieeffizienz, Prof. Dr. C. Rehtanz
• TU Ilmenau, Institut für Elektrische Energie- und Steuerungstechnik, Prof. Dr.-Ing. D. Westermann
• Northland Power Europe GmbH
• Hochschule Hamm-Lippstadt, Elektrische Energieversorgung und E-Energy, Prof. Dr. U. Neumann
• RWTH Aachen, Institut für Elektrische Anlagen und Netze, Digitalisierung und Energiewirtschaft, Prof. Dr. A. Moser
• Siemens AG, Hamburg
• Schleswig Holstein Netz AG, Quickborn
• Airbus Operations GmbH
• Stromnetz Hamburg GmbH
• Gasnetz Hamburg GmbH
• Wärme Hamburg GmbH
• PSI Software AG, Aschaffenburg
• CONSULECTRA GmbH, Hamburg
• HAW Hamburg, CC4E, Prof. Dr. Beba
• ef Ruhr GmbH, Dortmund
• Amprion GmbH, Dortmund
• Meyer Werft, Papenburg
• Universität Rostock, Institut für Elektrische Energietechnik, Prof. H.G. Eckel
• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
• Hamburger Hochbahn AG
• Technische Universität Dresden
• morEnergy GmbH
• Helmut-Schmidt-Universität, Universität der Bundeswehr, FG Elektrische Energiesysteme, Prof. Dr. D. Schulz
• Helmut-Schmidt-Universität, Universität der Bundeswehr, FG Leistungselektronik, Prof. Dr. K. Hoffmann
• Helmut-Schmidt-Universität, Universität der Bundeswehr, FG Automatisierungstechnik, Prof. A. Fay