mosaik Modulare Simulation aktiver Komponenten im Smart Grid

Motivation

Im intelligenten Stromnetz der Zukunft (Smart Grid) müssen eine Vielzahl von unterschiedlichen Komponenten – dezentrale Energieanlagen, Speicher,  Messgeräte und neue Technologien zur Netzstabilität (FACTS) – zusammenspielen, um ihren eigenen Betrieb zu optimieren und ein zuverlässigen und nachhaltigen Netzbetrieb zu gewährleisten. Simulation ist ein wesentliches Werkzeug, um die komplexen Zusammenhänge und Interaktionen zwischen den verschiedenen Akteuren im Smart Grid verstehen und analysieren zu können. Darüber hinaus ermöglicht die Simulation solcher Smart Grid-Szenarien die Bewertung und Optimierung von Betriebs- und Koordinationsmechanismen ohne kostspielige Feldversuche im großen Maßstab. Simulation ermöglicht es somit, das Stromnetz der Zukunft unter verschiedenen Bedingungen und Szenarien zu untersuchen.

Aktuelle Simulationsansätze sind dabei entweder mit einem einzelnen, sehr komplexen Simulationswerkzeug umgesetzt oder mehrere Simulationsmodelle werden mit hohem manuellem Aufwand über einen problemspezifischen Ansatz miteinander gekoppelt. Während die verfügbaren, meist sehr komplexen Werkzeuge wenig Unterstützung für die semantisch korrekte Integration von eigenen  Modellen und Anpassungen bieten, um verschiedene Szenarien simulieren zu können, ist die manuelle Kopplung aufwändig, fehleranfällig und häufig nur für das jeweilige Szenario passend, d.h. nicht übertragbar.

Im Projekt mosaik  wird daher ein Framework entwickelt, das die automatische Erstellung einer Smart Grid Simulation für verschiedenste Szenarien unter Verwendung bestehender Simulationsmodelle erlaubt. Um eine semantisch sinnvolle Komposition der Teilmodelle zu ermöglichen, setzt das mosaik-Konzept dabei auf die formale Beschreibung sowohl der Semantik und Struktur der zu komponierenden Simulationen also auch des zu simulierenden Gesamtszenarios. Die mosaik-Laufzeitumgebung wertet diese Informationen aus und komponiert das zu simulierende Smart Grid-Szenario. Mosaik  wird eine Energiestandard-konforme Schnittstelle, z.B. basierend auf den Standards IEC 61968/61970, IEC 61850 sowie der OPC Unified Architecture, anbieten, um IKT Komponenten für das Smart Grid anbinden und testen zu können.

Somit stellt mosaik die Simulationsumgebung dar, um IT-basierte Smart Grid-Steuerungsansätze kostengünstig zu entwickeln, zu bewerten und den Weg in die tatsächliche Umsetzung im Feld vorzubereiten.

 

Weitere Informationen unter mosaik.offis.de  

Personen

Projektleitung Intern

Wissenschaftliche Leitung

Publikationen
Low-Cost Integration of Hardware Components into Co-Simulation for Future Power and Energy Systems

Okko Nannen, Klaus Piech, Sebastian Lehnhoff, Sebastian Rohjans, Florian Schloegl, Jorge Velasquez, Filip Andren, Thomas Strasser; 41st Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society; 11 / 2015

OMNeT++ and mosaik: Enabling Simulation of Smart Grid Communications

Dede, Jens and Kuladinithi, Koojana and Förster, Anna and Nannen, Okko and Lehnhoff, Sebastian; arXiv preprint arXiv:1509.03067; 2015

Requirements for Real-Time Hardware Integration into Cyber-Physical Energy System Simulation

Mario Faschang, Friederich Kupzog, Edmund Widl, Sebastian Rohjans, Sebastian Lehnhoff; IEEE Workshop on Modeling and Simulation of Cyber-Physical Energy Systems; 04 / 2015

Towards a Classification Scheme for Co-Simulation Approaches in Energy Systems

Florian Schlögl, Sebastian Rohjans, Sebastian Lehnhoff, Jorge Velasquez, Cornelius Steinbrink, Peter Palensky; International Symposium on Smart Electric Distribution Systems and Technologies; 09 / 2015

Towards Smart Grid System Validation: Integrating the SmartEST and the SESA Laboratories

Martin Büscher, Klaus Piech, Sebastian Lehnhoff, Sebastian Rohjans, Cornelius Steinbrink, Jorge Velasquez, Filip Andren, Thomas Strasser; 24th IEEE International Symposium on Industrial Electronics; 06 / 2015

Evaluation of Smart Grid Control Strategies in co-simulation - Integration of IPSYS and mosaik

Kosek, Anna Magdalena and Lünsdorf, Ontje and Scherfke, Stefan and Gehrke, Oliver and Rohjans, Sebastian; Power Systems Computation Conference; 05 / 2014

Gekoppelte Simulation komplexer Energiesysteme mittels MOSAIK und FMI (Co-Simulation of Complex Energy Systems with MOSAIK and FMI

Sebastian Rohjans, Edmund Widl, Wolfgang Müller, Steffen Schütte, Sebastian Lehnhoff; at – Automatisierungstechnik; 04 / 2014

Integrated Smart Grid Simulations for Generic Automation Architectures with RT-LAB and mosaik

Martin Büscher, Arno Claassen, Matthias Kube,Sebastian Lehnhoff, Klaus Piech, Sebastian Rohjans,Stefan Scherfke, Cornelius Steinbrink, Jorge Velasquez, Francois Tempez, Yahia Bouzid ; 5th IEEE International Conference on Smart Grid Communications; 11 / 2014

Requirements for Smart Grid Simulation Tools

Sebastian Rohjans, Sebastian Lehnhoff, Steffen Schütte, Filip Andrén, Thomas Strasser; IEEE 23rd International Symposium on Industrial Electronics; 06 / 2014

The Smart Energy and Automation Lab (SESA)

Sebastian Rohjans, Sebastian Lehnhoff, Cornelius Steinbrink, Jorge Velásquez; 7th Real-Time International User Conference; 06 / 2014

Ereignis-diskrete Simulation mit SimPy

Scherfke, Stefan; 10 / 2013

Designing and Testing PyZMQ Applications

Scherfke, Stefan; The Python Papers; 007 / 2012

mosaik - Scalable Smart Grid Scenario Specification (to be published)

Schütte, Steffen and Sonnenschein, Michael; 12 / 2012

mosaik - Smart Grid Simulation API - Toward a semantic based standard for interchanging Smart Grid simulations

Schütte, Steffen and Scherfke, Stefan and Sonnenschein, Michael; Proceedings of SMARTGREENS 2012 - International Conference on Smart Grids and Green IT Systems; 005 / 2012

Ansprechpartner

Laufzeit

Start: 01.04.2011
open