Smart Grid Testing Die Gruppe „SMART GRID TESTING“ verfolgt einen industrieorientierten Forschungsansatz zur Lösung komplexer Probleme mit einem Schwerpunkt auf Echtzeitsystemen, Co-Simulation multimodaler Energiesysteme, Flexibilitätskoordination und modularen Entwicklungsprozessen. Unterstützt durch eine umfassende Laborinfrastruktur können ganzheitliche Tests und Validierungen mit Hardware-in-the-Loop und Co-Simulation durchgeführt werden.
Die Implementierung neuer Technologien kann viele technische Herausforderungen hervorbringen, wie zum Beispiel Leistungsanforderungen, Skalierbarkeit, Interoperabilität, Sicherheit und Ressourcenmanagement. Neue Technologien und Lösungen beginnen in der Regel mit analytischen Methoden, die auf simulationsbasierter Systemanalyse beruhen. Tests und Validierungen werden anschließend in realistischen Laborumgebungen durchgeführt, bevor Feldtests und der reale Einsatz erfolgt. Zwischen diesen beiden Schritten sind neue, kosteneffiziente und flexible Methoden erforderlich, um mit der Systemkomplexität aus Hardware und Software umzugehen, anstatt sich ausschließlich auf rein analytische Ansätze zu verlassen.
Unsere Smart-Grid-Testgruppe hat es sich zum Ziel gesetzt, die Forschungslücken zu schließen, die sich bei der Umsetzung neuer Lösungen vom ersten Entwurf (z. B. Simulation) bis hin zum Feldtest (z. B. Validierung) ergeben. Wir verfolgen einen ganzheitlichen Ansatz, um einen hochautomatisierten und sicheren Betrieb von Energiesystemen zu gewährleisten.
Echtzeitsysteme: Untersuchung der Interaktion zwischen Hardware- und Softwarekomponenten durch Echtzeitsimulation und -emulation, um eine sichere, interoperable, robuste und effiziente Kommunikation für die nahtlose Integration aller Systemkomponenten und Prozesse zu gewährleisten.
Co-Simulation multimodaler Energiesysteme: Die Co-Simulation eröffnet neue Möglichkeiten zur Integration verschiedener Simulationselemente, indem sie die Kopplung unterschiedlicher analytischer Methoden durch Schnittstellen unterschiedlicher Programmiersprachen und Paradigmen innerhalb einer Simulation ermöglicht.
Flexibilitätskoordination: Die Koordination von Flexibilität erfordert den Datenaustausch und die Kommunikation zwischen verschiedenen Akteuren. Effektive Aggregationsmethoden erhöhen die Resilienz des Flexibilitätsmanagements und verbessern die Koordination zwischen Marktteilnehmern.
Virtualisierte Dienste in Smart Grids: Der Einsatz von Virtualisierungstechnologien ermöglicht eine vollständig automatisierte Dienstauswahl, Konfiguration, Parametrisierung und Ausführung für das Management von Diensten in intelligenten Umspannwerken. Darüber hinaus unterstützen auf IEC61850 basierende Engineering-Konzepte und Orchestrierungssoftware die nahtlose Integration.
Ganzheitliche Tests und Validierung: Der Übergang neuer Lösungen vom ersten Entwurf (z. B. Simulation) bis hin zu Feldtests (z. B. Validierung) erfolgt durch ganzheitliche Tests und Validierungen, um eine umfassende Prototypenprüfung und einen erfolgreichen Einsatz sicherzustellen.
Automationslabor: Das Automationslabor bietet groß angelegte Echtzeitsimulationen und Co-Simulationen mit Software- und Hardwarekopplung. Es stellt realistische Umgebungen mit industriellen Komponenten und Protokollen zur Verfügung, um Systemabhängigkeiten zu analysieren, neue Komponenten zu integrieren und Herausforderungen aus der Praxis zu adressieren.
Diese fünf Forschungsthemen ergänzen sich gegenseitig und nutzen die Infrastruktur des Automationslabors, um umfassende Forschung an wegweisenden Technologien für Energiesysteme durchzuführen und deren Anwendbarkeit in der Praxis zu testen.
Forschungsthemen und Forschungsinfrastruktur
Echtzeitsysteme
Echtzeitkommunikationssimulation und -emulation: Untersuchung der Interaktion von Hardware- und Softwarekomponenten in digitalisierten Energiesystemen. Erfahren Sie mehr..
Co-Simulation multimodaler Energiesysteme
Co-Simulation ermöglicht das Koppeln von unterschiedlichen Simulationsmodellen und Komponenten, um komplexe Zusammenhänge des Energiesystems zu simulieren. Erfahren Sie mehr..
Flexibility Coordination
Effektive Koordinationsansätze zwischen Netzbetreibern und Marktteilnehmern gewährleisten die Resilienz und Stabilität des Energiesystems. Erfahren Sie mehr..
Virtualisierte Dienste in Smart Grids
Der Einsatz von Virtualisierungstechnologien ermöglicht eine vollständig automatisierte Dienstauswahl, Konfiguration, Parametrierung und Ausführung für das Management von Diensten in intelligenten Umspannwerken. Erfahren Sie mehr..
Ganzheitliche Tests und Validierung
Fortschrittliche ganzheitliche Test- und Validierungsansätze, die die Systemleistung und Zuverlässigkeit vor der Implementierung sicherstellen. Erfahren Sie mehr..
Automationslabor
Das Automationslabor ermöglicht groß angelegte Echtzeitsimulationen und Co-Simulationen zur Analyse von Systemabhängigkeiten. Erfahren Sie mehr..
Personen 
A
Sharaf Aldin Alsharif
E-Mail: sharaf.aldin.alsharif(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-748, Raum: Flx-E
K
Dr.-Ing. Jirapa Kamsamrong
E-Mail: jirapa.kamsamrong(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-233, Raum: E85
O
S
Projekte
C
E
ERIGrid 2.0
European Research Infrastructure supporting Smart Grid Systems Technology Development, Validation and Roll Out
Laufzeit: 2020 - 2024G
GIZ WB
Green Agenda - Decarbonization of the Electricity Sector in the Western Balkans
Laufzeit: 2024 - 2025I
i-Autonomous
Standardisierung und Integration modular-autonomer Automatisierungskomponenten in neuartige, intelligente Ortsnetzstationen
Laufzeit: 2019 - 2023 R
Publikationen
2025
Load-shifting for cost, carbon, and grid benefits: A model-driven adaptive survey with German and Swiss households
Matteo Barsanti and Jan Sören Schwarz and Faten Ghali and Selin Yilmaz and Sebastian Lehnhoff and Claudia R. Binder; Energy Research & Social Science; 01 / 2025
Towards an Ontology for Co-Simulation Scenarios of Energy Systems
Schwarz, J. S., Steinert, A., Fuentes Grau, L., Pan, Z., Schmurr, P., Liu, N., Seiwerth, C., Qussous, R., German, R., Hagenmeyer, V., Lehnhoff, S., Monti, A., Nieße, A., & Weidlich, A.; 2. NFDI4Energy Conference; 03 / 2025
2024
How can Aggregators Improve the TSO-DSO-Customer Coordination in Digitalised Power Systems?
Otte, Marcel and Kamsamrong, Jirapa and Lehnhoff, Sebastian; ISGAN 2024; July / 2024
A Toolbox for Design of Experiments for Energy Systems in Co-Simulation and Hardware Tests
Schwarz, Jan Sören and Perez, Leonard Enrique Ramos and Pham, Minh Cong and Heussen, Kai and Tran, Quoc Tuan; 2024 Open Source Modelling and Simulation of Energy Systems (OSMSES); 09 / 2024
Challenges in Transitioning from Co-simulation to Practical Application: A Case Study on Economic Emission Dispatch in a Greenhouse Compartment
Clausen, Christian Skafte Beck and Lehnhoff, Sebastian and Schwarz, Jan Sören and Jørgensen, Bo Nørregaard and Ma, Zheng Grace; Energy Informatics; 2024
Enhancing Smart Grid Resilience: An Educational Approach to Smart Grid Cybersecurity Skill Gap Mitigation
Pirta-Dreimane, Rūta, Andrejs Romanovs, Jana Bikovska, Jānis Pekša, Tero Vartiainen, Maria Valliou, Jirapa Kamsamrong, and Bahaa Eltahawy; Energies; April / 2024
Hardware-in-The-Loop-Based Validation of Distribution System Control Applications with Grid Operators, Customer and Market Participants
Otte, Marcel and Krüger, Carsten and Das, Pratyush and Rohjans, Sebastian and Lehnhoff, Sebastian; Energy Informatics Academy Conference; October / 2024
Poster Abstract: Coordinating the Heterogeneity of Aggregators in Digitalised Power Systems
Otte, Marcel; DACH+ Conference on Energy Informatics 2024; October / 2024
Poster Abstract: Hardware-in-the-Loop Simulation Environment for Validating Distribution System Control Applications
Otte, Marcel and Krüger, Carsten and Das, Pratyush and Rohjans, Sebastian and Lehnhoff, Sebastian; DACH+ Conference on Energy Informatics 2024; October / 2024
Scaling Analysis in a Multi-Energy System
Schwarz, Jan Soeren and Pham, Minh Cong and Tran, Quoc Tuan and Heussen, Kai; 2023 Asia Meeting on Environment and Electrical Engineering (EEE-AM); 01 / 2024
