Forschungsbericht 2023

Elektrische Energietechnik E-6

Leitung: Becker, Christian

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

• KoLa – Koordinierungsfunktion des Verteilnetzes und Lastmanagement für den elektrifizierten Personenverkehr - Book part
  Clausen, Sören; Soliman, Ramy; Dammasch, Arne; Schüssler, Gina; Rottenberger, Amelie; Nußbaum, Finn Ole; Steen, Anna-Lena; Becker, Christian; Eskander, Mina; Avdevicius, Edvard; Schulz, Detlef
  in: Energie im Wandel: Forschungsperspektiven für Wasserstoff, Elektromobilität und Netzinnovationen, Ed. Schulz, Detlef (Helmut-Schmidt-Universität 2023)
  Publisher DOI
  
  
• Converter-driven small signal stability and interaction analysis for grid-following converters using emt and phasor simulations - Conference Paper
  Eckel, Christina; Kamma, Jana C.; Becker, Christian
  22nd Wind and Solar Integration Workshop (WIW 2023)
  Publisher DOI
  
  
• Reinforcement learning based coordination of virtual inertia provision from inverter-dominated distribution grids - Conference Paper
  Stock, Simon; Babazadeh, Davood; Hund, Philipp; Becker, Christian
  32nd IEEE International Symposium on Industrial Electronics (ISIE 2023)
  Publisher DOI
  
  
• Advanced Testing Strategy for Impedance Based Stability Investigation Using Novel Impedance Replication Method - Conference Paper
  Klie, Christoph; Do, Thanh Trung; Becker, Christian
  1th Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems (NEIS 2023)
  
  
• Optimal Power Flow for Multi-Use Case Operation of Integrated DC Sections in Distribution Systems - Conference Paper
  Engel, Merlin; Newe, Hannes; Deters, Sebastian; Becker, Christian
  11th Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems (NEIS 2023)
  
  
• Control strategies for power oscillation damping using statcom systems and advanced filtering - Conference Paper
  Helmich, Leon Maximilian; Eckel, Christina; Heckel, Jan-Peter; Becker, Christian; Hennig, Tobias
  22nd Wind and Solar Integration Workshop (WIW 2023)
  Publisher DOI
  
  
• Co-Simulation of a cellular energy system - Journal Article
  Venzke, Marcus; Shudrenko, Yevhenii; Youssfi, Amine; Steffen, Tom; Turau, Volker; Becker, Christian
  Energies 16 (17): 6150 (2023-08-24)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Bayesian physics-informed neural networks for robust system identification of power systems - Conference Paper
  Stock, Simon; Stiasny, Jochen; Babazadeh, Davood; Becker, Christian; Chatzivasileiadis, Spyros J.
  IEEE Belgrade PowerTech (2023)
  Publisher DOI
  
  
• Coupled multi-energy grid planning - paving the way from isolated to integrated planning - Conference Paper
  Heise, Johannes; Engel, Merlin; Mostafa, Marwan; Vieth, Jonathan; Babazadeh, Davood; Speerforck, Arne; Becker, Christian
  IEEE Belgrade PowerTech (2023)
  Publisher DOI
  
  
• Optimized utilization of decentral flexibility for the operational management of cellular multi-modal distribution grids - Conference Paper
  Wiegel, Béla; Helmrich von Elgott, Lando; Babazadeh, Davood; Becker, Christian
  ETG Congress (2023)
  
  
• Distributed utility-based real-time power flow optimization in ICT-enabled low voltage distribution grids - Journal Article
  Ipach, Hanko; Fisser, Leonard; Becker, Christian; Timm-Giel, Andreas
  IET Generation, Transmission and Distribution 17 (13): 2900-2925 (2023-07)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Interconnected grid protection systems - reference grid for testing an adaptive protection scheme - Conference Paper
  Lorz, Tobias; Jaeger, Johann; Selimaj, Antigona; Hacker, Immanuel; Ulbig, Andreas; Heckel, Jan-Peter; Becker, Christian; Dahlmanns, Markus; Fink, Ina Berenice; Wehrle, Klaus; Erichsen, Gerrit; Schindler, M.; Luxenburger, Rainer; Lin, Guosong
  27th International Conference on Electricity Distribution (CIRED 2023)
  Publisher DOI
  
  
• Investigation of seasonal congestion situations in modern rural integrated distribution grids - Conference Presentation
  Steffen, Tom; Becker, Christian; Wiegel, Béla
  17th International Conference on Energy Economics and Technology (ENERDAY 2023)
  
  
• Towards a more comprehensive open-source model for interdisciplinary smart integrated energy systems - Conference Paper
  Wiegel, Béla; Steffen, Tom; Babazadeh, Davood; Becker, Christian
  11th Workshop on Modelling and Simulation of Cyber-Physical Energy Systems (MSCPES 2023)
  Publisher DOI
  
  
• KI-basiertes Energiemanagement für Schiffe mit Gleichspannungs-Energienetzen - Conference Poster not in Proceedings
  Annuth, Robert; Nußbaum, Finn Ole; Becker, Christian
  Technische Universität Hamburg (2023)
  Open Access
  
  
• Dynamische Modellierung der Sektorenkopplung zur Stabilitätsuntersuchung elektrischer Energiesysteme - Doctoral Thesis
  Heckel, Jan-Peter
  Technische Universität Hamburg (2023)
  Publisher DOI
  
  
• Optimierte Bereitstellung von Frequency Containment Reserve mit einem Pool aus Erneuerbaren Energien und Speichern - Doctoral Thesis
  Möws, Stefan
  Shaker Verlag, 978-3-8440-9277-6: (2023)
  
  
• Data driven system identification for solid oxide fuel cell systems - Conference Paper
  Strobel, Florian Thorsten Lutz; Babazadeh, Davood; Becker, Christian
  IEEE Belgrade PowerTech (2023)
  Publisher DOI
  
  

Projekte

• ERIGrid2.0-MOVES - ERIGrid 2.0 Lab Access - Model Validation of Sector-coupled Energy Systems - Heat & E-Mobility Use cases
  Technical University of Denmark; Laufzeit 2023-2024
  Projektleitung: Becker, Christian
  Mitarbeitende: Wiegel, Béla; Steffen, Tom
  
  
• DISEGO - Critical Components for Distributed and Secure Grid Operation
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2022-2025
  Projektleitung: Becker, Christian
  Mitarbeitende: Strobel, Florian Thorsten Lutz
  
  
• EffiziEntEE - Effiziente Einbindung hoher Anteile Erneuerbarer Energien in technisch-wirtschaftlich integrierte Energiesysteme
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2022-2025
  Projektleitung: Becker, Christian
  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
  Co-Projektleitung: Teimourzadeh Baboli, Payam
  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: Teimourzadeh Baboli, Payam
  Mitarbeitende: Heckel, Jan-Peter; Hube, Philipp
  
  
• 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: Gillner, Markus; Mostafa, Marwan; Vieth, Jonathan; Heise, Johannes
  
  
• SuSy - Gleichstromenergieversorgung für Schiffe; Konzepterstellung und Optimierung der Energieverteilung sowie Sektorenkopplung auf Schiffen 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; Albertsen, Björn; Quaium, Farid; 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: Turau, Volker; Fischer, Kathrin; Becker, Christian
  Mitarbeitende: Shudrenko, Yevhenii; Babazadeh, Davood; Youssfi, Amine; Venzke, Marcus; Wiegel, Béla; Steffen, Tom; Hoth, Kai Uwe
  
  
• OUREL - Optimale Nutzung Regenerativer Energien in Niederspannungsverteilnetzen
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2019-2023
  Projektleitung: Timm-Giel, Andreas; Becker, Christian
  Mitarbeitende: Fisser, Leonard; Ipach, Hanko
  
  
• 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

• Technische Universität Dortmund, Institut für Energiesysteme, Energiewirtschaft, Energieeffizienz, Prof. Dr. C. Rehtanz
• Siemens AG, Hamburg
• TUHH, Institut für Kommunikationstechnik
• TUHH, Institut für Technische Thermodynamik
• 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
• 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
• TU Ilmenau, Institut für Elektrische Energie- und Steuerungstechnik, Prof. Dr.-Ing. D. Westermann
• Northland Power Europe GmbH
• Gasnetz Hamburg 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
• Schleswig Holstein Netz AG, Quickborn
• Airbus Operations GmbH
• Stromnetz 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
• Helmut-Schmidt-Universität, Universität der Bundeswehr, FG Leistungselektronik, Prof. Dr. K. Hoffmann
• Helmut-Schmidt-Universität, Universität der Bundeswehr, FG Automatisierungstechnik, Prof. A. Fay