Energy Grids Simulation and Analysis Laboratory (EGSAL)

Markus Breig (KIT)
Real Time Digital Simulatoren im EGSAL des Energy Lab 2.0 (Foto: Markus Breig, KIT)

Das Energy Grids Simulation and Analysis Laboratory ist eine Hard- und Software-Infrastruktur zur Modellierung, Simulation und Analyse von Energienetzen. Es werden sowohl Microgrids (Hausnetze, Inselnetze) und das Stromnetz des KIT-Campus Nord als auch Verbundnetze (Stadtnetz Karlsruhe, Übertragungs- und Verteilnetze Deutschland, Übertragungsnetz Europa) untersucht. State-of-the-Art Software und selbst entwickelte, neuartige Computerlösungen bilden hierfür die Grundlage.

Energienetze (Strom, Gas, Wärme, Kraftstoffe) verbinden Erzeuger, Speicher und Verbraucher. Das zukünftige Stromnetz spielt für die Integration aller Energieformen und -netze in der Energiewende eine zentrale Rolle. Die Planung, Simulation, Analyse und Optimierung des Verbundnetzes ist daher zwingend.

Uwe Kühnapfel (KIT)
Modelle der Übertragungs- und Verteilnetze in Deutschland (Quelle: Uwe Kühnapfel, KIT)

Forschungsthemen und Zielsetzung

  • Modellierung multimodaler Energienetze
  • Simulation multimodaler Energienetze
  • Multi-physics Co-Simulation
  • Analyse multimodaler Energienetze

 

Ausstattung

Hardware

  • Computing-Server (GPU-Hochleistungssystem)
  • Real Time Digital Simulator Systeme

Software

  • Tools zur Energienetzmomodellierung, -simulation und -analyse
  • Energienetzmodelle (z.B. KIT-Campus Nord Netzmodell)
  • Stromseitige Modelle der Sektorenkopplungselemente im Energy Lab 2.0
  • Wetterdatenarchive

 

Ausgewählte wissenschaftliche Publikationen


2024
Langner, F.; Kovačević, J.; Zwickel, P.; Dengiz, T.; Frahm, M.; Waczowicz, S.; Çakmak, H. K.; Matthes, J.; Hagenmeyer, V. (2024). Coordinated price-based control of modulating heat pumps for practical demand response and peak shaving in building clusters. Energy and Buildings, 324, 114940. doi:10.1016/j.enbuild.2024.114940 
Weber, M.; Kocher, A.; Çakmak, H. K.; Hagenmeyer, V. (2024). ePowCoRe: A Novel Generic Representation of Power Grids Enabling Open-Source Model Conversion Modules. Proceedings of 2024 Open Source Modelling and Simulation of Energy Systems (OSMSES), 6 S., Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/OSMSES62085.2024.10668981 
Weber, M.; Kocher, A. (2024). ePowCoRe: A Generic Representation of Power Grids Enabling Open-Source Model Conversion Modules. doi:10.5281/zenodo.13827587 
Kyesswa, M.; Wiegel, F.; Wachter, J.; Kühnapfel, U.; Waczowicz, S.; Hagenmeyer, V. (2024). Hardware-Based Microgrid Coupled to Real-Time Simulated Power Grids for Evaluating New Control Strategies in Future Energy Systems. arxiv. doi:10.48550/arXiv.2409.01809 VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument 
Kocher, A.; Kovačević, J.; Süß, A.-C.; Saner, C. B.; Dindar, B.; Ehsan, M. A.; Çakmak, H. K.; Hagenmeyer, V. (2024). Privacy Protection in Collaborative Geographically Distributed Co-Simulation of Multimodal Energy Systems. e-Energy ’24 : Proceedings of the 15th ACM International Conference on Future and Sustainable Energy Systems, Singapore, 4th-7th June 2024, 639–647, Association for Computing Machinery (ACM). doi:10.1145/3632775.3661990 VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument 
2023
Kovacevic, J.; Süß, A.-C.; Çakmak, H. K.; Hagenmeyer, V. (2023). Introduction to eASiMOV-eCoSim. doi:10.5445/IR/1000159679 
Süß, A.-C.; Kovacevic, J.; Cakmak, H.; Hagenmeyer, V. (2023). Distributed Co-Simulation of Multimodal Energy Systems using eASiMOV : Tutorial 5. 2023 Open Source Modelling and Simulation of Energy Systems (OSMSES), Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). 
Kyesswa, M.; Weber, M.; Wiegel, F.; Wachter, J.; Waczowicz, S.; Kühnapfel, U.; Hagenmeyer, V. (2023). A Digital Framework for Locally and Geographically Distributed Simulation of Power Grids. Energy Technology, 11 (3). doi:10.1002/ente.202201186 VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument 
2022
Zwickel, P.; Bauer, F.; Schätzler, K.; Steiner, U.; Waczowicz, S.; Hagenmeyer, V.; Schill, E. (2022). Integrated concept of local heat transition using geothermal heat production, aquifer storage and optimization of distribution network. European Geothermal Congress 2022 : Berlin, Germany, 17-21 October 2022 : proceedings, European Geothermal Energy Council (EGEC). VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument 
2020
Hubschneider, S.; Waczowicz, S.; Wiegel, F.; Karrari, S.; Sousa, W. T. B. de; Carne, G. de; Geisbüsch, J.; Hiller, M.; Leibfried, T.; Hagenmeyer, V.; Noe, M. (2020, Juni 18). Power Hardware In the Loop infrastructure at KIT. RT20: Opal-RT’s 12th Conference on Real-Time Simulation (2020), Online, 18. Juni 2020. VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument 
2016
Hagenmeyer, V.; Cakmak, H. K.; Düpmeier, C.; Faulwasser, T.; Isele, J.; Keller, H. B.; Kohlhepp, P.; Kühnapfel, U.; Stucky, U.; Waczowicz, S.; Mikut, R. (2016). Information and communication technology in energy lab 2.0: Smart energies system simulation and control center with an open-street-map-based power flow simulation example. Energy Technology, 4 (1), 145–162. doi:10.1002/ente.201500304 

Kontaktpersonen

Richard JumarKIT – Bramsiepe
Richard Jumar
Leiter des Energy Grids Simulation and Analysis Laboratory (EGSAL)

+49 721 608-22881richard jumar ∂does-not-exist.kit eduwww.iai.kit.edu/RPE-EGSAL.php103666 Campus Nord

Dr.-Ing. Simon Waczowicz
Dr.-Ing. Simon Waczowicz
Leiter des Fachgebiets Research Platform Energy

+49 721 608-24918simon waczowicz ∂does-not-exist.kit eduwww.iai.kit.edu/RPE.php207668 Campus Nord