Ganzheitliche Tests und Validierung Ein ganzheitlicher Ansatz für Tests und Validierung in einer realistischen Umgebung kann die Leistung, Interoperabilität und Zuverlässigkeit von Prototypen sicherstellen.
In der Smart Grid Testing Group widmen wir uns der Weiterentwicklung von Test- und Validierungsmethoden, von konzeptionellen Tests bis hin zu Integrationstests. Die Validierung von Systemen in einer realistischen Laborumgebung ist vor der Implementierung entscheidend, um Leistung und Zuverlässigkeit sicherzustellen.
Dieser Prozess beginnt damit, dass die Beteiligten Anwendungsfälle definieren, um spezifische Herausforderungen zu adressieren und wirksame Lösungen zu identifizieren. Während Anwendungsfälle sich auf hochrangige Systeminteraktionen konzentrieren, werden anschließend detaillierte Testfälle entwickelt, um zu bewerten, wie gut das System oder seine Komponenten wie erwartet funktionieren.
Abstraction layers of a holistic test and the related standards.
[Source: Heussen, K., Steinbrink, C., Abdulhadi, I. F., Nguyen, V. H., Degefa, M. Z., Merino, J., Jensen, T. V., Guo, H., Gehrke, O., Bondy, D. E. M., Babazadeh, D., Pröstl Andrén, F., & Strasser, T. I. (2019). ERIGrid Holistic Test Description for Validating Cyber-Physical Energy Systems. Energies, 12(14), 2722. doi.org/10.3390/en12142722]
Typischerweise werden Anwendungsfälle während der Anforderungsanalysephase entwickelt, um die funktionalen Bedürfnisse eines Systems zu erfassen. Nachdem diese definiert sind, werden entsprechende Testfälle entwickelt, um die Fähigkeit des Systems zu bewerten, die identifizierten Herausforderungen zu bewältigen.
Um die Effizienz und Genauigkeit dieses Prozesses zu verbessern, nutzen wir historische Testdaten und integrieren KI-gestützte Testmethoden, um die Herausforderungen in Bezug auf Skalierbarkeit, Reproduzierbarkeit, Wiederholbarkeit und Unsicherheiten im Testprozess zu bewältigen.
Unsere Infrastruktur im Automationslabor ist mit industriellen Komponenten und Protokollen ausgestattet, was die Entwicklung und Durchführung von Testfällen in einer realistischen Umgebung ermöglicht. Dies umfasst Kapazitäten, die von Offline-Simulationen bis hin zu Echtzeitsimulationen und -emulationen reichen, um eine umfassende Bewertung der Systemleistung sicherzustellen.
Wichtige Projekte
ERIGrid
Die Projekte ERIGrid 1 und ERIGrid 2 haben die Grundlagen für ein umfassendes Test- und Validierungsframework für Smart Grids geschaffen. Unsere Forschungsgruppe baut auf diesem umfangreichen Wissen auf, um unsere Testmethodologien weiterzuentwickeln.
Da es keine universelle Lösung für Tests gibt, wird jedes Test-Setup individuell an die jeweiligen Anforderungen angepasst. Wir konzentrieren uns auf einen ganzheitlichen Testansatz, der die Abhängigkeiten innerhalb der zu testenden Systeme berücksichtigt.
Die Verwendung einer Anwendungsfallvorlage und/oder einer ganzheitlichen Testbeschreibung kann den Anwendern dabei helfen, die Details eines Experiments zu definieren. Dies verbessert letztlich die Qualität der Versuchsplanung, Durchführung und Dokumentation für komplexe, multidisziplinäre Energiesysteme.
Industrieprojekt: Konzeptentwicklung und Tests
Unsere Forschungsgruppe bietet Beratungsdienstleistungen für Industriepartner an. Dazu gehört beispielsweise die Entwicklung von Konzeptentwürfen und die Durchführung von Echtzeittests zum Schutz der Systemintegrität, mit einem Schwerpunkt auf Kommunikationsarchitekturen und -protokollen. Bereits in der Entwurfsphase führten wir Hardware-in-the-Loop-Tests mit generischen Industriegeräten durch, um Proof-of-Concept-Bewertungen zu erstellen.
Dazu gehörte auch der Vergleich der Kommunikationsleistung verschiedener Architekturen unter Verwendung von IEC-61850-Protokollen. Wir lieferten Echtzeit-Validierungsergebnisse auf Proof-of-Concept-Basis, die sowohl funktionale als auch nicht-funktionale Anforderungen für Geräte und Systeme umfassten, um detaillierte Ingenieursentwürfe in den nachfolgenden Phasen zu unterstützen.
Kontakt
Publikationen
- A Toolbox for Design of Experiments for Energy Systems in Co-Simulation and Hardware Tests
- Energy Systems Test Case Discovery Enabled by Test Case Profile and Repository
- Towards Automation of Configuration Management for Multi-Research Infrastructure Experiments
- Operational testing of virtual and physical IEDs using GOOSE for protection application
Weitere Informationen
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
A Comprehensive Toolbox for Evaluating Reactive Power Market Designs
Holly, Stefanie and Pechan, Anna and Schulte, Eike and Palovic, Martin and Buchmann, Marius; 2025 IEEE Kiel PowerTech; June / 2025
Aggregation and Disaggregation of Power Flexibility to Support Reinforcement Learning in Large-Scale Grid Management
Sharaf Alsharif; ACM SIGEnergy Energy Informatics Review, September Issue 3 2025; 09 / 2025
Aggregators in Power Systems: A Taxonomic Review and Analysis
Marcel Otte; Julia Köhlke; Sebastian Rohjans, Sebastian Lehnhoff; IEEE PES ISGT Europe 2025; 2025
Co-Simulation and MAS Approach for Assessment of Large-Scale Electrolysers Potential in Flexibility Markets
Sharaf Alsharif, Danila Valko, Jelke Wibbeke and Sebastian Lehnhoff; IEEE PowerTech 2025; 2025
Developing an ontology for co-simulation scenarios of energy systems
Schwarz, Jan Sören and Steinert, Alexandro and Fuentes Grau, Laura and Pan, Zhiyu and Schmurr, Philipp and Liu, Nan and Seiwerth, Corinna and Qussous, Ramiz and German, Reinhard and Hagenmeyer, Veit and Lehnhoff, Sebastian and Monti, Antonello and Nieße, Astrid and Weidlich, Anke and Hülk, Ludwig; 2nd Conference on Research Data Infrastructure (CoRDI) , Aachen, Germany, 26-28 August 2025 (Session 4. ES); August / 2025
Dynamic Optimization-based Method for Determining the Flexibility Potential at Vertical System Interconnections
Sharaf Alsharif, Danila Valko, Eric MSP Veith; CIRED 2025, 28th Conference and Exhibition on Electricity Distribution; 2025
Enhanced Validation Methods and Benchmark
Kamsamrong, J. and Widl, E. and Schwarz, J. S. and Heussen, K. and Raussi, P. and Arnold, G. and De Paola, A. and Feng, Z. and Werth, O. and Pham, M. C. and Tran, Q. T.; European Guide to Smart Energy System Testing: The ERIGrid 2.0 Approach for Evaluating Complex Smart Energy System Configurations; Dec / 2025
Extended Co-Simulation Approaches
Schwarz, J. S. and Widl, E. and Gehrke, O. and Heussen, K. and Fabian, R. and Kamsamrong, J.; European Guide to Smart Energy System Testing: The ERIGrid 2.0 Approach for Evaluating Complex Smart Energy System Configurations; Dec / 2025
From Start to Finish - A Process of Using Simulation Software in Energy Research Projects
Seiwerth, Corinna and Schwarz, Jan Sören and Fuentes Grau, Laura and Qussous, Ramiz and Schmurr, Philipp and Liu, Nan and Pan, Zhiyu and Steinert, Alexandro; Electronic Communications of the EASST; Dec / 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
