Fachgebiet Energietransport und -speicherung

Abteilung Elektrotechnik und Informationstechnik

Fakultät für Ingenieurwissenschaften
 
Nach DIN EN ISO IEC 17025 akkreditiertes Prüflabor für Hochspannungsprüfungen
 
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Forschung im Fachgebiet

Der Lehrstuhl Energietransport und –speicherung kümmert sich um technologische Aspekte im Bereich elektrischer Energienetze. Einerseits werden Fragestellungen neuer Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HGÜ) -Systeme thematisiert, andererseits wird durch verteilte Messeinrichtungen in Nieder- und Mittelspannungsnetzen ein besseres Abbild des Systemzustandes ermittelt, was eine wesentliche Voraussetzung für die Spannungsqualität auch bei starker Einspeisung aus Photovoltaik-Anlagen ist. Messmittel für den Hochspannungsbereich (Temperatur von Leiterseilen, Strom- und Spannung für HGÜ-Anlagen) sowie den Niederspannungsbereich (Energiezähler mit integrierter Kommunikationstechnologie) werden erforscht. Für die Auslegung des Isoliersystems von Generatoren und Motoren (Außenglimmschutz) werden Feldanalysen durchgeführt. Im Bereich der Elektromobilität kümmert sich der Lehrstuhl u.a. um die energietechnische und informationstechnische Kopplung zwischen dem Bordnetz und dem elektrischen Energienetz im Ladezustand. Beim konduktiven Laden greift der Lehrstuhl auf die Erfahrungen zur Powerline Communication (PLC) zurück. PLC wird vom Lehrstuhl seit den Anfängen ihrer Nutzung in Energienetzen mitgestaltet.

Projekte und Kooperationen

Der Lehrstuhl ist an mehreren Verbundprojekten mit Industrieunternehmen und anderen Hochschulen beteiligt. Zu nennen sind beispielhaft das BMBF-Projekt iShield, wo Isoliersysteme für Generatoren optimiert werden oder das BMWi-Projekt ENERGIE, wo durch über PLC vernetzte Messmittel im Niederspannungsnetz eine Verbesserung der Netzzustandsüberwachung erzielt wird. Daneben forscht der Lehrstuhl gemeinsam mit Industriepartnern in ZIM-Projekten zu Fragen der Elektromobilität (z.B. EKeep ULIS). Technologische Details zu Messmitteln für leistungsstarke Energietrassen werden in einem BMWi-Vorhaben (EStroS) erforscht. Daneben führt der Lehrstuhl eine Vielzahl kleinerer Projekte mit Industriepartnern im Hochspannungs- und im EMV-Bereich durch.


Elektromobilität, EMV, Powerline und Smart Grids


Observation of the properties and behavior of disturbance produced by some household appliances

The research is focuses on observing the properties and behavior of disturbance produced by some household appliances in the frequency range within 9-150 kHz in the residential network environment. The disturbance properties and behavior are important to predict and investigate the disturbance occurred in the network. There are four main works conducted in this research as follows

  • Identifying the internal impedance properties of EUT
  • Defining the disturbance properties and behavior for individual and simultaneous operation of appliances
  • Simulating the disturbance for simultaneous operation of appliances in the residential network environment
  • Evaluating the existing regulation by referring the disturbance behavior in the real network situation obtained from the testing and simulation.
The equipment under test used in this study are some household appliances that widely used in the household application including induction cooker, inverter microwave, conventional microwave, personal computer, notebook, television LED, compact fluorescent lamp and LED lamp.

Kontakt:  Ir. Aji Nur Widyanto 
Telefon:   +49 (0) 203 379 2376


Störaussendungen großer ausgedehnter Anlagen

Leistungselektronische Bauelemente sind in den letzten Jahren zunehmend in neuen Technologien eingesetzt worden und werden auch zukünftig eingesetzt. Durch ihre hohen Taktfrequenzen und steilen Schaltflanken ist es systembedingt, dass solche Bauelemente nennenswerte Amplituden in einem breiten Frequenzspektrum aufweisen. Diese als Störsignale bezeichneten Spannungen und Ströme breiten sich über angeschlossene Komponenten und letztendlich das Stromnetz aus. Zusätzlich erzeugen diese Störsignale entsprechende elektromagnetische Felder bzw. Störaussendungen, dessen Ursprünge die Leiter sind, auf denen sich diese Störsignale ausbreiten. Je nach Amplitude der Störsignale und Ausdehnung der entsprechenden Anlage können die Störaussendungen mehrere hundert Meter betragen. Diese Störaussendungen liegen im Fokus der Forschungsaktivitäten der UDE.

Kontakt:  Markus Franke 
Telefon:   +49 (0) 203 379 2893


ENERGIE "Erfassung der niederspannungsseitigen Netzzustandsgrößen in Echtzeit"

Ziel des Forschungsprojektes "ENERGIE" unter der Leitung der SWK NETZE ist es, den Netzzustand im Niederspannungsnetz mit nur wenigen Messstellen in „Echtzeit“ zu ermitteln.

Kontakt:  Dipl.-Ing. Mike Trautmann 
Telefon:   +49 (0) 203 379 2893


Abgeschlossene Projekte aus diesem Bereich

colognE-Mobil Phase II

Das Projekt colognE-Mobil beschäftigt sich mit dem Thema der Elektromobilität in einem breiten Gesamtkontext der sowohl wirtschaftliche als auch technische Aspekte berücksichtigt. Am Lehrstuhl wird im Rahmen des Projektes ein HiL-Modell eines elektrischen Antriebsstrangs, wie er in Elektrofahrzeugen zu Einsatz kommt verwendet, um unter anderem unterschiedliche Betriebsstrategien speziell für den innerstädtischen bzw. Kurzstreckeneinsatz dieser Fahrzeuge zu untersuchen. Aktuell beinhaltet der Aufbau den Fahrzeugantrieb inklusive Batterie sowie eine individuell regelbare Lastmaschine. Somit ist es mit entsprechender Skalierung möglich unterschiedlichste Fahrzeuge in verschiedenen urbanen Einsatzbereichen zu simulieren.



Hochspannungs- und Energiekabeltechnik


Characteristics of Partial Discharge patterns caused by harmonic distortions

Observing the characteristics of Partial Discharge patterns when the voltage input contained harmonic distortions that can be adjusted both in frequency and level of distortion. The patterns of Partial Discharge measurement use not only electrical/conventional method but also ultrasonic method. We try to use the ultrasonic method since the electrical method has a limitation when used in online partial discharge detection. This limitation can overcome by ultrasonic method. Using this research scheme, we can observe the characteristics of Partial Discharge pattern deeper, so the result of the research will be valuable concerning to the compatibility issues.

Kontakt:  Ir. Aji Nur Widyanto 
Telefon:   +49 (0) 203 379 2376


Forschungsprojekt „iShield“

Zur Bewertung der Verhaltensweise eines Außenglimmschutzsystems großer Generatoren soll im Rahmen des Forschungsprojekts „iShield“ (Förderkennzeichen: 03XP0020D) von der Universität Duisburg-Essen ein CAD Modell eines Stabs mit dem Isoliersystem für Synchronmaschinen entwickelt werden. Durch Verwendung der Finiten Elemente Methode (FEM) sollen Feldberechnungen für das Isoliersystem durchgeführt werden. Die zusätzliche Berücksichtigung von anisotropen bzw. nichtlinearen Materialeigenschaften soll eine weitere Option zur Feldoptimierung für das Isoliersystem ermöglichen.

Kontakt:  Axel Staubach, M.Sc. 
Telefon:   +49 (0) 203 379 3378


Digitale Scheitelspannungsmessung

Voll digital arbeitende Messgeräte für die Hochspannungs­prüf­technik erlauben deutlich umfangreichere Auswertungen der Messsignale als die bisher eingesetzten Geräte, die nur eine analoge Messwertauswertung besitzen.

Im Rahmen dieses Projektes sollen Auswertealgorithmen entwickelt werden, die den Anforderungen der im Entwurf vorlie­genden IEC 61083-4 entsprechen, und untersucht werden, welche Messunsicher­heiten erreicht werden können.

Kontakt:  Dr.-Ing. Jörg Honerla 
Telefon:   +49 (0) 203 379 3374


Freileitungsmontoring

... kommt in Kürze


Abgeschlossene Projekte aus diesem Bereich

Entwicklung breitbandiger Hochspannungssensoren

Innerhalb des Projekts soll eine hochgenaue und breitbandige Spannungsmessung ermöglicht werden, die der Entwicklung der Energienetze entgegenkommt und zukünftig in Energieanlagen von großer Bedeutung sein wird. Mit Hilfe solcher hochgenauen und breitbandigen Spannungssensoren können die höherfrequenten Vorgänge der Spannung erfasst werden, die bisher durch die geringe Bandbreite der eingesetzten Wandler/Teiler gar nicht oder nur stark verfälscht gemessen wurden.

Projektpartner: Schniewindt GmbH & CO. KG
Förderer: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie