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    Open Access
    Auswirkungen statischer Obergrenzen von Energieübertragungsstrecken
    (Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr, 2024-02) ; ; ;
    Die Übertragungskapazitäten von Freileitungen und Energiekabeln werden durch thermische Modelle bestimmt, die konservative und statische Grenzwerte mit substantiellen Sicherheitsfaktoren festlegen. Ungenutzte Potenziale verstärken die Kapazitätsengpässe der Netzinfrastruktur. Um die Überlastung von Betriebsmitteln zu verhindern, werden die teuren und nicht-ökologischen Maßnahmen des Netzengpassmanagements eingesetzt (Redispatch, Einspeisemanagement und Netzreservekraftwerke). Dieser Beitrag untersucht, inwiefern sich Erhöhungen der Übertragungskapazitäten auf den Einsatz des Netzengpassmanagements auswirken. In der 50Hertz-Zone wurde festgestellt, dass eine statische Erhöhung der Übertragungskapazität um durchschnittlich 7,86 % bzw. 3,83 % für 220 kV- bzw. 380 kV-Systeme ausreicht, um mindestens 50 % der Einspeisungsreduktion zu verhindern. Um 90 % der Reduktion zu verhindern, sind durchschnittlich 23,70 % bzw. 11,90 % für 220 kV- bzw. 380 kV-Systeme notwendig. Bereits geringe Erhöhungen der Energieübertragungskapazität führen folglich zu signifikanten Reduktionen des Netzengpassmanagements.
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    Open Access
    Synthetisches Lastprofil für elektrische Busbetriebshöfe
    (Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg, Fakultät für Elektrotechnik, Professur für Elektrische Energiesysteme, 2023-12) ; ; ;
    Leunig, Florian
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    Die fortlaufende Elektrifizierung der Busflotten führt zu neuen Herausforderungen, sowohl für den Flottenbetreiber als auch für das bestehende Energieversorgungssystem. Ein detailliertes Verständnis der Lastprofile der entsprechenden Busbetriebshöfe kann eventuelle Risiken mildern und zusätzlich eine Reihe von unterschiedlichen markt- und netzorientierten Use Cases ermöglichen. Die synthetischen Lastprofile bieten sich hierbei als eine gute Grundlage für die relevanten Design-, Betrieb- oder Optimierungsanalysen. Dieses Paper definiert synthetische Lastprofile der elektrischen Busbetriebshöfe, basierend auf der Analyse der 17 bestehenden Busbetriebshöfe in der Metropolregion Hamburg. Mithilfe einer Clustering-Analyse konnten drei unterschiedliche synthetische Lastprofile definiert werden, abhängig von den Charakteristiken der Busbetriebshöfe und den dazugehörigen Umläufen.
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    Open Access
    Überblick über hybride neuronale Netze mit CNN- und RNN-Schichten für Zeitreihenprognosen
    (Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg, Fakultät für Elektrotechnik, Professur für Elektrische Energiesysteme, 2023-12) ; ; ; ;
    In diesem Beitrag wird der Einsatz hybrider neuronaler Netze für Zeitreihenprognosen in verschiedenen Bereichen wie Energie, Verkehr, Finanzen und Umweltüberwachung untersucht. Es werden die grundlegenden Bausteine hybrider neuronaler Netze und die Verwendung struktureller Lösungen wie der Bidirektionalität vorgestellt. Außerdem werden die Genauigkeit, Anwendbarkeit und Nutzbarkeit von vier Hybridmodellen bewertet, die Faltungsschichten und rekurrente Einheitenblöcke zur Vorhersage zukünftiger Werte von Zeitreihendaten verwenden. Das Papier zeigt die Funktionalität des Modells, um automatisch zeitliche Muster aus historischen Daten zu extrahieren und zeitliche Vorhersagen zu treffen. Darüber hinaus werden die Ergebnisse von Open-Loop-Simulationen von Szenarien unterschiedlicher Komplexität vorgestellt sowie Schlussfolgerungen und Perspektiven für die weitere Forschung beurteilt. Dieses Paper dient als Übersicht für Forscher und Praktiker, die an der Verwendung neuronaler Netze für Zeitreihenprognosen interessiert sind.
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    Open Access
    Der Einfluss von Klimafaktoren auf Assets im Bereich Umspannwerke und Hochspannung
    (Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg, Fakultät für Elektrotechnik, Professur für Elektrische Energiesysteme, 2023-12) ;
    Heider, Felix
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    Niechziol, Ralf
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    Die Auswirkungen des Klimawandels sind weltweit spür- und messbar. Langanhaltende Dürrephasen in Frankreich, Überschwemmungen in Italien, wochenlange Waldbrände in den Vereinigten Staaten und Kanada sind nach verschiedenen Experten, wie bspw. des IPCC, Auswirkungen eines sich verschiebenden Klimas. In Deutschland wirken sich die Folgen auf die Umwelt und die Wirtschafts- und Lebensbereiche aus. Auch die Strukturen der Energielogistik sind betroffen. Speziell in Großstädten sind die Auswirkungen spürbar. Klimatische Faktoren wie Temperaturerhöhungen zur Luft und im Boden, Häufigkeit von Niederschlägen und deren Menge aber auch Vegetationsveränderungen oder Extremwetter wirken sich besonders aus. Speziell in der elektrischen Infrastruktur und hier mit dem Fokus auf Übertragung und Verteilung, wird eine Wirkungskette und deren Auswirkungen untersucht. Grundlage ist eine Zusammenarbeit mit der Stromnetz Hamburg GmbH (SNH), bei welchem die Betroffenheit der Verteilnetze und die techno-ökonomischen Auswirkungen und Anpassungsoptionen auf wichtige Assets in zwei Berichten untersucht werden. Nachfolgend werden anonymisierte Auszüge aus den Ergebnissen vorgestellt und die Auswirkungen des Klimawandels beschrieben. Ziel des Papers ist die Darstellung des aktuellen Forschungsstandes auf dem Gebiet der klimatischen Auswirkungen auf Assets von Netzbetreibern.
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    Flexibility Quantification and the Potential for Its Usage in the Case of Electric Bus Depots with Unidirectional Charging
    (2022-05-01) ;
    Heider, Felix
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    One of the crucial steps for a successful integration of electric bus fleets into the existing electric power systems is the active and intelligent usage of their flexibility. This is important not only for reducing the eventual negative effects on the power grid but also for reducing energy and infrastructure costs. The first step in the optimal usage of flexibility is its quantification, which al-lows the maximum provision of flexibility without any negative effects for the fleet operation. This paper explores the available flexibility of large‐scale electric bus fleets with a concept of centralized and unidirectional depot charging. An assessment of available positive and negative flexibility was conducted based on the data from two real bus depots in the city of Hamburg, Germany. The analysis shows the biggest flexibility potential was in the period from 16:00 h to 24:00 h, and the smallest one was in the periods from 08:00 h to 16:00 h, as well as from 02:00 h to 08:00 h. The paper also gives an overview of the possible markets for flexibility commercialization in Germany, which can provide an additional economic benefit for the fleet operators. A further analysis of the impact of parameters such as the timeline (working day or weekend), charging concept, ambient temperature, and electrical preconditioning provides an additional understanding of available flexibility.
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    Metadata only
    A generic EV charging model extracted from real charging behaviour
    (IEEE, 2022-01-01)
    Heider, Felix
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    Troger, Konstantin
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    To capture reliable information about the existing flexibility potential of electric vehicles forecasts of charging processes are required in order to allow of utilization and management of available flexibility. Measurements of vehicles from different manufacturers show a heterogeneous behaviour of charging characteristics and charging characteristic switching points when connected to 11 kW charging stations. This paper analyzes the relationship between vehicle-specific easy to identify parameters and the charging characteristics. The proposed generic model is able to capture different charging characteristics with only a small set of parameters, to generate vehicle-specific forecast profiles.
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    Open Access
    Development and electrification of the truck segment in Hamburg by 2050
    (Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg, Fakultät für Elektrotechnik, Professur für Elektrische Energiesysteme, 2022) ; ;
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    Open Access
    Mikrocontroller-gesteuerter Netzanschlusspunkt-Demonstrator für ein modulares Netz- und Kommunikationslabor
    (Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg, Fakultät für Elektrotechnik, Professur für Elektrische Energiesysteme, 2022) ; ;
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    Open Access
    Multivariate Analysemethode zur Bewertung der Einflüsse des Klimawandels auf umbaute Umspannwerke
    (Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg, 2022) ;
    Heider, Felix
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