Forschungsgruppe "Softwarespezifizierte autonome Energiesysteme"

Laufzeit: 1.1.2023 - 31.12.2025

Förderkennzeichen: 2022 FGR 0003

Das Projekt wird gefördert durch den Freistaat Thüringen aus Mitteln des „Europäischen
Sozialfonds Plus“.

Motivation

Lukas Thierauf

Das Verhalten von Netzspannung und Netzfrequenz in einem Energieversorgungsnetz werden mit dem Einsatz leistungselektronischer Systeme in zunehmendem Maße durch deren Steuerungs- und Regelungsalgorithmen bestimmt. Dies trifft in besonderem Maße für autonome Netze zu, deren Netzteilnehmer teilweise vollständig aus leistungselektronischen Systemen bestehen.

In diesem Kontext ist das vorliegende Projekt angesiedelt, an dem neben dem Fachgebiet Leistungselektronik und Steuerungen in der Elektroenergietechnik auch die Fachgebiete Kleinmaschinen (Prof. Andreas Möckel) und Elektrische Energieversorgung (Prof. Dirk Westermann) der TU Ilmenau beteiligt sind. Das Projekt wird am Thüringer Energieforschungsinstitut bearbeitet.

Ziel ist es, Methoden zu erarbeiten, um die Betriebseigenschaften autonomer Netze zu verbessern hinsichtlich des Energiemanagements und des Zeitverhaltens der Netzspannung unter wechselnden Lastszenarien. Dazu wird auf folgenden Aktivitätsfeldern gearbeitet:

  • Energiemanagement in lokalen autonomen Netzen,
  • Aufbau eines Echtzeit-Steuerungs- und Regelungssystems,
  • Aufbau eines flexiblen modularen Stromrichtersystems,
  • Konzeption einer Spezialmaschine für ein Schwungradspeichersystem mit Leistungsverzweigung.
 

Das Projekt wird durch einen Industriebeirat beratend begleitet.

Mitglieder des Industriebeirats

  • Aggreko Deutschland GmbH
  • ISLE Steuerungstechnik und Leistungselektronik GmbH
  • ELATEC GmbH
  • Neways Electronics GmbH
  • Schaeffler AG
  • Siemens Energy Global GmbH & Co. KG
  • TLU - Thüringer Leistungselektronik Union GmbH
 

Abgeschlossene studentische Arbeiten

Danilo Hopf: Experimentelle Validierung des Modells einer permanentmagnetisch unterstützen Reluktanzmaschine, Diplomarbeit, 2025

Luis Müller: Verfahren zur Bestimmung und Reduktion des Verfahrensfehlers einer Bandbreitenreduktion von Messdaten zur Bestimmung der Leit- und Schaltverluste leistungselektronischer Schalter, Forschungsprojekt, 2025

Marcel Meister: Latenzarme serialisierte Datenübertragung für ein extern angebundenes Messsystem, Masterarbeit, 2024

Dominik Döge: Ermittlung leitungsgebundener Störaussendungen von hart schaltenden dreiphasigen Stromrichtern mit Spannungszwischenkreis, Forschungsprojekt, 2024

Alexander Döge: Modellbasierter Entwurf eines direkten Stromregelungsverfahrens, Masterarbeit, 2024

Oliver Dahl: Implementierung einer Bandbreitenreduktion von Messwerten für die Berechnung von Schalt- und Durchlassverlusten und Simulation des Verfahrensfehlers, Bachelorarbeit, 2024

Dominik Döge: Konzipierung eines back-to-back-Stromrichters für Experimentierzwecke, Bachelorarbeit, 2024

Publikationen

Heidrich, T., Möckel, A.: "Simulation of a synchronous reluctance machine taking into account the processing influences on the electrical steel" in GMM-Fachbericht 111 Innovative Kleinantriebs- und Kleinmotorentechnik (IKMT 2025), 2025, IEEExplore

Halawi, N., Westermann, D., Schlegel, S., Joas, K.: "Levelized Cost of Electricity for Electric Vehicle Charging in Off-Grid Solar-Powered Microgrid: A Practical Case Study" in Energies 2025, 18, 4284, DOI: 10.3390/en18164284

Gensior, A., Dahl, O.: "Downsampling of measurement data for power electronic systems preserving information on power losses in the switching devices" in 2024 Energy Conversion Congress & Expo Europe (ECCE Europe), 2024, DOI: 10.1109/ECCEEurope62508.2024.10752008

Minakov, I., Rojas, S.: "Performance Analysis of a Communication Interface for Control and Data Visualization of Power Converters" in 2024 Energy Conversion Congress & Expo Europe (ECCE Europe), 2024, DOI: 10.1109/ECCEEurope62508.2024.10751953

Heidrich, T., Möckel, A., Fehr, H., Gensior, A.: "Permanent Magnet Assisted Synchronous Reluctance Machine for a Power-Split Flywheel Storage System" in 2024 International Conference on Electrical Machines (ICEM), 2024, DOI: 10.1109/ICEM60801.2024.10700276

Schlegel, St., Westermann, D., Gensior, A.: "Data of an autonomous microgrid with just EV load and PV generation" - Messdatensatz für den Zeitraum 1.7.2023 bis 31.12.2023, 2024, DOI: 10.5281/zenodo.10640798

Fehr, H., Gensior, A., Heidrich, T., Möckel, A.: "Comparison of two flywheel concepts for the support of microgrids" in 25th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'23 ECCE Europe), 2023, DOI: 10.23919/EPE23ECCEEurope58414.2023.10264566

 

Öffentliche Sichtbarkeit

Vergleich von TCP und UDP für den Datenaustausch zwischen einem leistungselektronischen System und einem Host-PC für eine Mensch-Maschine-Schnittstelle - Beitrag zum ISLE-Seminar 2024, 29.11.2024

Softwarespezifizierte autonome Energiesysteme - Vorstellung der Forschungsgruppe zur Jahrestagung der Thüringer Forschungsgruppen 2024, 6.6.2024

Transport Protocol for Control and Data Visualisation“ - Beitrag auf der Energia Connecticum 2024: Solare Brennstofferzeugung – Wasserstoff, CO2-Reduktion und künstliche Photosynthese, 10.4.2024

Forschungsgruppe SOFIE – „Softwarespezifizierte autonome Energiesysteme“ - Beitrag auf der Energia Connecticum 2023: Netze der Zukunft, 10.3.2023

Beitrag im NewsletterEI KOMPAKT, Ausgabe II 2023