Please use this identifier to cite or link to this item: https://doi.org/10.15480/882.4081
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.authorIpach, Hanko-
dc.contributor.authorFisser, Leonard-
dc.contributor.authorBecker, Christian-
dc.contributor.authorTimm-Giel, Andreas-
dc.date.accessioned2021-11-25T10:52:00Z-
dc.date.available2021-11-25T10:52:00Z-
dc.date.issued2021-09-17-
dc.identifier.citationElektrotechnik und Informationstechnik 138 (8) : 495-504 (2021)de_DE
dc.identifier.issn1613-7620de_DE
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11420/11066-
dc.description.abstractWir stellen einen Betriebsführungsregler für Niederspannungsnetze vor, der eine Vielzahl dezentraler Energieanlagen (DEA) in Echtzeit koordiniert, um die Nutzung der erneuerbaren Energieerzeugung zu maximieren. Der Regler verwendet ein LTE-Funknetzwerk, das die DEA mit dem Verteilnetzbetreiber verbindet. In unserem Ansatz werden den DEA Nutzenfunktionen zugewiesen und die Nutzenmaximierung wird als Optimierungsproblem formuliert. Das Optimierungsproblem wird durch einen iterativen Algorithmus gelöst, der inkrementelle Anpassungen der Leistungssollwerte der DEA in Richtung des Optimums vornimmt. Um den Netzzustand im Optimierungsprozess zu berücksichtigen, wird dabei eine Netzzustandsschätzung verwendet. In der Simulation eines Anwendungsfalls demonstrieren wir die Anwendbarkeit und identifizieren Vorteile unseres Ansatzes im Vergleich zu einem etablierten Optimal-Power-Flow-Verfahren. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Evaluation der Kommunikationslaufzeit sowie der Umsetzbarkeit des benötigten Kommunikationsnetzes, da der iterative Ansatz eine hohe Kommunikationslast bedingt.de
dc.description.abstractWe present an operation management controller for low voltage (LV) grids that coordinates a multitude of distributed energy resources (DER) in real time to maximize the utilization of renewable energy production. It utilizes an LTE radio network that connects the DERs to the distribution system operator. In our approach, utility functions are assigned to the DERs, and the utility maximization is formulated as an optimization problem. The optimization problem is solved by an iterative algorithm that performs incremental updates of the DER power set values to achieve the optimum. In order to take the state of the grid in the optimization process into account, the state of the grid is estimated. During the simulation of a use case, we demonstrate the applicability and identify the benefits of our approach compared to an established optimal power flow (OPF) method. Particular emphasis is put on evaluating the communication delay and feasibility of the required communication network, as the iterative approach leads to a high communication load.en
dc.description.sponsorshipDeutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)de_DE
dc.language.isodede_DE
dc.publisherSpringerde_DE
dc.relation.ispartofElektrotechnik und Informationstechnikde_DE
dc.rightsCC BY 4.0de_DE
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/de_DE
dc.subject450 MHz LTEde_DE
dc.subjectdistributed energy resourcesde_DE
dc.subjectoptimal power flowde_DE
dc.subjectsmart gridde_DE
dc.subject.ddc600: Technikde_DE
dc.subject.ddc620: Ingenieurwissenschaftende_DE
dc.titleNutzenbasierte Betriebsführung von Niederspannungs-Verteilnetzen mittels Online-Optimierungde_DE
dc.typeArticlede_DE
dc.identifier.doi10.15480/882.4081-
dc.type.diniarticle-
dcterms.DCMITypeText-
tuhh.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:830-882.0160311-
tuhh.oai.showtruede_DE
tuhh.abstract.germanWir stellen einen Betriebsführungsregler für Niederspannungsnetze vor, der eine Vielzahl dezentraler Energieanlagen (DEA) in Echtzeit koordiniert, um die Nutzung der erneuerbaren Energieerzeugung zu maximieren. Der Regler verwendet ein LTE-Funknetzwerk, das die DEA mit dem Verteilnetzbetreiber verbindet. In unserem Ansatz werden den DEA Nutzenfunktionen zugewiesen und die Nutzenmaximierung wird als Optimierungsproblem formuliert. Das Optimierungsproblem wird durch einen iterativen Algorithmus gelöst, der inkrementelle Anpassungen der Leistungssollwerte der DEA in Richtung des Optimums vornimmt. Um den Netzzustand im Optimierungsprozess zu berücksichtigen, wird dabei eine Netzzustandsschätzung verwendet. In der Simulation eines Anwendungsfalls demonstrieren wir die Anwendbarkeit und identifizieren Vorteile unseres Ansatzes im Vergleich zu einem etablierten Optimal-Power-Flow-Verfahren. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Evaluation der Kommunikationslaufzeit sowie der Umsetzbarkeit des benötigten Kommunikationsnetzes, da der iterative Ansatz eine hohe Kommunikationslast bedingt.de_DE
tuhh.abstract.englishWe present an operation management controller for low voltage (LV) grids that coordinates a multitude of distributed energy resources (DER) in real time to maximize the utilization of renewable energy production. It utilizes an LTE radio network that connects the DERs to the distribution system operator. In our approach, utility functions are assigned to the DERs, and the utility maximization is formulated as an optimization problem. The optimization problem is solved by an iterative algorithm that performs incremental updates of the DER power set values to achieve the optimum. In order to take the state of the grid in the optimization process into account, the state of the grid is estimated. During the simulation of a use case, we demonstrate the applicability and identify the benefits of our approach compared to an established optimal power flow (OPF) method. Particular emphasis is put on evaluating the communication delay and feasibility of the required communication network, as the iterative approach leads to a high communication load.de_DE
tuhh.publisher.doi10.1007/s00502-021-00931-z-
tuhh.publication.instituteElektrische Energietechnik E-6de_DE
tuhh.publication.instituteKommunikationsnetze E-4de_DE
tuhh.identifier.doi10.15480/882.4081-
tuhh.type.opus(wissenschaftlicher) Artikel-
dc.type.driverarticle-
dc.type.casraiJournal Article-
tuhh.container.issue8de_DE
tuhh.container.volume138de_DE
tuhh.container.startpage495de_DE
tuhh.container.endpage504de_DE
dc.relation.projectOptimale Nutzung Regenerativer Energien in Niederspannungsverteilnetzende_DE
dc.rights.nationallicensefalsede_DE
dc.identifier.scopus2-s2.0-85115059992de_DE
local.status.inpressfalsede_DE
local.type.versionpublishedVersionde_DE
local.funding.infoThis work has been funded by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation) under project number 426655646. Funding Note Open Access funding enabled and organized by Projekt DEAL.de_DE
item.creatorOrcidIpach, Hanko-
item.creatorOrcidFisser, Leonard-
item.creatorOrcidBecker, Christian-
item.creatorOrcidTimm-Giel, Andreas-
item.languageiso639-1de-
item.creatorGNDIpach, Hanko-
item.creatorGNDFisser, Leonard-
item.creatorGNDBecker, Christian-
item.creatorGNDTimm-Giel, Andreas-
item.openairetypeArticle-
item.grantfulltextopen-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501-
item.mappedtypeArticle-
item.fulltextWith Fulltext-
item.cerifentitytypePublications-
crisitem.funder.funderid501100001659-
crisitem.funder.funderrorid018mejw64-
crisitem.author.deptElektrische Energietechnik E-6-
crisitem.author.deptKommunikationsnetze E-4-
crisitem.author.deptElektrische Energietechnik E-6-
crisitem.author.deptKommunikationsnetze E-4-
crisitem.author.orcid0000-0003-1856-3787-
crisitem.author.orcid0000-0002-5707-345X-
crisitem.author.orcid0000-0002-5998-6113-
crisitem.author.parentorgStudiendekanat Elektrotechnik, Informatik und Mathematik-
crisitem.author.parentorgStudiendekanat Elektrotechnik, Informatik und Mathematik-
crisitem.author.parentorgStudiendekanat Elektrotechnik, Informatik und Mathematik-
crisitem.author.parentorgStudiendekanat Elektrotechnik, Informatik und Mathematik-
crisitem.project.funderDeutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)-
crisitem.project.funderid501100001659-
crisitem.project.funderrorid018mejw64-
crisitem.project.grantnoBE 6094/3-1-
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