Was bedeutet eigentlich Strukturierung?

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EES 2013 - Energy EcoSystems 2013: Leipzig, Germany, 23 - 24 September 2013; proceedings

Im Kontext der Energiewende durchlebt die Energiewirtschaft in Deutschland gegenwärtig einen tiefgreifenden Strukturwandel. Der Trend zur Fragmentierung und Dezentralisierung von Marktteilnehmern wird sich in den nächsten Jahren fortsetzen und weiter beschleunigen. Die Komplexität des Energiesystems wird weiter steigen. Gleichzeitig ergeben sich im Zuge dieser Entwicklung für energiewirtschaftliche Akteure (Erzeuger, Verbraucher, Netze, Energiemärkte und IuK-Technologien) vielfältige wirtschaftliche Herausforderungen und Entwicklungsperspektiven. Das Konzept 'Ecosystems' eröffnet innovative Perspektiven auf die zu erwartenden energiewirtschaftlichen Entwicklungen. Es strukturiert das komplexe Zusammenspiel der einzelnen Akteure und Teilsysteme mit der Zielsetzung, das Gesamtsystem sicherer, effizienter und umweltverträglicher zu gestalten. Im Fokus der Energy EcoSystems Conference 2013 stehen hierbei vier Betrachtungsebenen – die physikalische Ebene, die IKT-Ebene, die ökonomische Ebene und die soziokulturelle Ebene – sowie deren ebenenübergreifenden Wechselwirkungen. Mit den Sessions 'Energy EcoSystems heute und morgen', 'Technische Informationsbedarfe im Energy EcoSystem', 'Vermarktung und Verbrauch im Energy EcoSystem\\\', \\\'Erneuerbare Energien im Energy EcoSystem', 'Innovationen im Energy EcoSystem' und 'Quo vadis Energy EcoSystems?' liegen die Schwerpunkte der Konferenz in der Systemintegration von Erneuerbare-Energie-Anlagen, der Flexibilisierung des Verbrauchs auf physikalischer und ökonomischer Ebene, der Standardisierung von Datenformaten und Kommunikationsprotokollen, der Umsetzung steigender informationstechnischer Anforderungen sowie in Ansätzen zur Optimierung des Gesamtsystems. Dieser Tagungsband beinhaltet die wissenschaftlichen Beiträge der Scientific Tracks sowie ausgewählte Präsentationen der Industrie Tracks der Konferenz. Dr. Gerd Arnold, Dr. Stefan Kühne, Johannes Schmidt und Dr. Andrej Werner – das Konferenzkomitee – danken den Teilnehmern für die hochwertigen wissenschaftlichen sowie praxisrelevanten Beiträge und Diskussionen. Weiterhin möchte sich das Konferenzkomitee bei den Projektförderern Sächsische Aufbaubank (SAB), Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) sowie Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) bedanken, welche durch unterschiedliche Förderprogramme die anstehenden Herausforderungen in der Energiewirtschaft und die Entwicklung hin zu einer erfolgreichen und exportierbaren Energiewende unterstützen. Besonderer Dank gilt den Sponsoren perdata Gesellschaft für Informationsverarbeitung mbH und GETEC net AG, durch deren Unterstützung viele Teilnehmer ihre Ergebnisse und Erkenntnisse auf der EcoSystems Conference 2013 vorstellen konnten. Das Konferenzkomitee dankt auch den Mitgliedern des Organisationskomitees –- Axel Hummel, Stefan Sprick und Robert Wehlitz –- für ihr persönliches Engagement und ihre tatkräftige operative Unterstützung. Weitere Informationen zur Energy EcoSystems Conference 2013 sowie die Folien der ReferentInnen finden Sie unter http://ees2013.infai.org. Alle Informationen zur nächsten Energy EcoSystems Conference werden unter http://ees.infai.org bekannt gegeben.:Sabine Wieland: Informationsarchitektur im Smart Meter Umfeld unter Berücksichtigung der aktuellen Netzsituation; Stefan Saatmann und Sandra Maeding: Energiewende und Regulierung — Wie werden Sonne und Wind im Stromnetz integriert und reguliert; Stefan Sprick, Tino Ryll, Kerstin Wurdinger, Andrej Werner, Bogdan Franczyk, Marcus Grieger, Jan Pfeifer und Robert Wehlitz: Regenerative Energien Management-Cockpit (REMC): Informationstransparenz in Energiewertschöpfungsnetzwerken; Hendrik Kondziella und Thomas Bruckner: Modellbasierte Investitionsentscheidungen in dezentralen Energiesystemen; Diana Böttger, Philipp Hanemann und Thomas Bruckner: Wirtschaftlichkeitsanalyse eines virtuellen Kraftwerks in Delitzsch innerhalb des EU-Projektes VIS NOVA; Robert Wehlitz, Andrej Werner, Marcus Grieger, Jan Pfeifer, Bogdan Franczyk, Stefan Sprick und Tino Ryll: Smart Meter Installation Management — Prototypgestützte Digitalisierung von Smart Meter Montageprozessen; Marcus Grieger, Andrej Werner, Robert Wehlitz, Jan Pfeifer, Stefan Sprick, Tino Ryll und Bogdan Franczyk: How ICT Could Accelerate the Smart Meter Installation Process — An Assessment of Rollout Experiences; Heiko Mevert: Smart-Metering: Theorie und Praxis; Hartmut Entrup: Anforderungen an IT-Systeme im Zuge der Einführung intelligenter Messsysteme; Martin Winter: Dynamische Anbindung dezentraler Energieanlagen mit IEC 61850; Olaf Krietsch: Verbindungen zwischen SRL-Anbieter und Übertragungsnetzbetreibern gemäß 'Mindestanforderungen an die Informationstechnik für die Erbringung von Sekundärregelleistung'; Sabrina Schlammerl: Innovative Services in der Windenergie: Der Einsatz von RDS-PP und dessen Bedeutung für das Life Cycle Management; Christian Schweitzer: Lebenslaufakte: Ganzheitlicher Ansatz für einen gesicherten Anlagenbetrieb; Rene Baumann: Vermarktungskonzepte für dezentrale Anlagen; Heike Diebler und Lutz Maicher: Energiekosten sparen durch Energetische Transparenz in der verarbeitenden Industrie – ein Praxisbericht; Philipp Guttenberg, Heinrich Hördegen: Betriebsoptimierung für Energiespeicher durch Energieflussmodellierung; Winfried Damm: Regenerative Energieversorgung einer Großstadt, Stadtwerke Leipzig; Uwe Härling: Herausforderungen der Energiewende für das Verteilnetz der MITNETZ STROM; Matthias Müller-Mienack: Integration Erneuerbarer Energien — Notwendige Werkzeuge für den ÜNB; Martin Jarosch-Mitko: Eine Integrationsplattform für Erneuerbare-Energie-Anlagen; Stephan Witt: Energiesysteme als Business Ecosystems – Bedeutung für die strategische Planung und das Innovationsmanagement am Beispiel dezentraler Netzsteuerungsparadigmen; Thomas Bruckner: Die Energiewende in Deutschland – Technologische Lösungen und energiewirtschaftliche Herausforderunge

Beschreibung der Elektroenergiequalität an der Schnittstelle zwischen Elektroenergieversorungsnetz und Elektroenergieabnehmer

Description of power quality at the interface between energy supplier and customer A non-optimal power quality can lead to substantial costs in industrial processes. Therefore the availability and quality of power supply have to be adapted to the necessity of the supplied industrial and technological processes. However, reality looks differently. Problems with power quality increased in the last years. A reason for this trend is also the more and more liberalized energy market, where the number of for example converter-fed drives or sensitive loads, like computer networks, increased substantially. These factors have been contributing e.g. to a sharp increase of harmonics in power supply. Therefore it's absolutely necessary to involve the aspects of power quality into the planning and engineering process. The indicators of power quality like harmonics, voltage dip, flicker etc. have to be determined under the aspect of operation of equipment and processes under a risky nonconformist way. Therewith and also by use of mathematical/numerical models of equipment, processes and electrical network as well one has the chance to describe the complete planning, engineering and running process under the aspects of the electromagnetic compatibility (EMC). The level of power quality of the power supply versus to its loads is the obligatory benchmark of all partners within the same power network and necessary to guarantee a quality-conform, reliable and safe production process. Five examples show how the effect of power quality in order to integrate the results into the engineering and/or planning process of electrical equipment and power supply networks has to be analysed. Furthermore it is shown how a customer can use the results to optimize his power supply structure under a minimum risk related to the process or product and also under the point of view to reduce investments.Beschreibung der Elektroenergiequalität an der Schnittstelle zwischen Elektroenergieversorgungsnetz und Elektroenergieabnehmer Verstärkt wird in der Industrie sichtbar: eine nicht optimal verfügbare elektrische Energie (EE) kann zu erheblichen Kosten führen; denn nur mit einer optimalen Verfügbarkeit und Qualität der EE, d.h. seiner Elektroenergiequalität (EEQ) ist die Produktion und deren Steuerung gesichert. Doch die Realität sieht anders aus. So hat das Problem der Qualität der EE in den letzten Jahren zugenommen. Der Markt für EE ist offen und der industrielle Elektroenergieverbraucher muss erkennen, dass es gilt den Fokus auf die weitere Entwicklung der Elektroenergieverbraucher, respektive deren verstärkten Einsatz als sensible Verbraucher, beispielsweise Rechnernetze, zu setzten. Folglich ist es absolut notwendig, die Aspekte der Elektroenergiequalität in den Planungs- und Betriebsprozess mit einzubeziehen. Die Kenngrößen der Elektroenergiequalität, wie Oberschwingungen, Spannungseinbrüche oder –senkungen, Flicker, etc., müssen durch ein geeignetes Verfahren, als Vorgehensweise unter dem Aspekt des Risikos eines nichtkonformen Betriebs von Anlagen am Netz, ermittelt werden. Die notwendige Anforderung an ein solches Verfahren, die daraus hervorgehende mathematische und numerische Modellbildung, ist Grundlage der Beschreibung der Betriebsmittel der Netze und der Abnehmer unter Gesichtspunkten der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV). Die Quantität der EMV, gesehen als Elektroenergiequalität einer Vielzahl von Verbrauchern im Elektroenergiesystem, ist der obligatorische Benchmark zwischen allen Partnern im selben Netzverbund. Es gilt dem/den Elektroenergieverbraucher(n) einen qualitätskonformen, d.h. notwendigen und zugleich sicheren Produktionsprozess zu garantieren. Fünf Beispiele zeigen, wie man die Wirkung der Elektroenergiequalität analysiert, und die Ergebnisse im Technik- und/oder Planungsprozess von elektrischen Anlagen und Ausrüstungen (Elektroenergieabnehmer) zum Elektroenergieversorgungsnetz hin integriert. Des weiterem wird gezeigt, wie ein Verbraucher die Ergebnisse benutzen kann, um seine Elektroenergieversorgungsstruktur unter dem minimalen Risiko funktionaler Störung zum Prozess und/oder Produkt (Investment) zu optimieren

Betriebliche Modellierung, Auslegung und Management von dezentralen Energiesystemen

Der Anteil regenerativer und auf Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) basierender dezentraler Anlagen insbesondere zur Haus- und Siedlungsversorgung wird in den kommenden Jahren stetig ansteigen und erheblichen Einfluss auf den Betrieb bestehender – bisher zentralistisch organisierter – sowie neu aufzubauender Energiesysteme haben. Zur detaillierten Untersuchung des genannten Einflusses auf elektrische und thermische Versorgungsstrukturen wurden daher die betrieblichen Charakteristika von Komponenten dezentraler Energieversorgungsanlagen ein-schließlich Energiespeicher recherchiert. Aufbauend darauf wurde unter MATLAB/Simulink eine Modell-Bibliothek dezentraler Systemkomponenten entwickelt für • stochastisch betriebene regenerative Quellen wie Photovoltaik und Windkraftanlagen, • steuerbare Anlagen zur Strom- und Wärmeerzeugung auch in Kraft-Wärme-Kopplung (z.B.: auf Basis von Stirling-, oder Gasmotoren und Brennstoffzellen), • elektrische und thermische Speicher unterschiedlicher Technologien für den Kurz- und Langzeitbereich, • verschiedene Typen elektrischer Drehstrom-Generatoren, sowie • Umrichter zur Anbindung von Gleichstromkomponenten sowie drehzahlvariablen elektrischen Maschinen. Die jeweils anhand von Literaturdaten und Messwerten parametrierten und verifizierten Modelle erlauben Schrittweiten von einer Sekunde bis zu einigen Minuten und ermöglichen somit detaillierte Untersuchungen des betrieblichen Klemmenverhaltens der Einzelkomponenten sowie deren Interaktion innerhalb eines Versorgungs-systems auch über lange Zeiträume (Wochen oder Monate). Zur komponenten- und systemweiten Untersuchung stationärer Arbeitspunkte und dynamischer Lastwechsel eines dampfreformerbasierten PEM-Brennstoffzellen-Gesamtsystems einschließlich der Möglichkeit zu Konzep-tion, Test und Verifikation von lokalen und übergeordneten Regelkreisen wurde darüber hinaus eine dynamische Modellierung entwickelt. Die mit Hilfe von Messwerten eines entsprechenden Laborsystems parametrierten und verifizierten Modelle der Einzelkomponenten beinhalten beispielsweise • die Wasserstoffgenerierung unter Berücksichtigung der Kinetik des Dampfreformierungsprozesses, • die Konzentrationsverluste im Strömungskanal und elektro-chemischen Ausgleichsvorgänge an der Phasen-grenze einer in Kraft-Wärme-Kopplung betriebenen Brennstoffzelle, • einen Wärmetauscher und Wechselrichter zur Nutzung der bereitgestellten thermischen und elektrischen Leistung und • einen mit Erdgas und Ausnutzung des Anoden-Offgases betriebenen Reformer-Brenner. Der Betrieb dezentraler Energieversorgungssysteme erfordert ein an die jeweiligen Gegebenheiten und Begren-zungen angepasstes Management, welches sich gerade bei sehr kleinen Systemen (z.B. Hausenergieversorgung) flexibel auch an das Nutzerverhalten adaptieren muss. Das hierzu realisierte Konzept beinhaltet die Komponen-ten • Erzeugermanagement zur Vorgabe von Leistungs-Sollwerten an die dezentrale Energieversorgungsanlage, • Lastmanagement zur gezielten Freigabe von Betriebszeiten bestimmter Verbraucher für einen effizienten Betrieb des Systems und • Lastprognose zur Berücksichtigung für die Zukunft erwarteter elektrischer bzw. thermischer Lastverläufe in aktuellen Entscheidungen. Flexiblität und automatisierte Adaption des Managements an wechselnde Betriebsanforderungen werden durch Verfahren der Computational Intelligence erreicht. Mit Hilfe der im Rahmen der Arbeit entwickelten Bausteine wurden Untersuchungen unterschiedlichster dezen-traler Energieversorgungsstrukturen durchgeführt: • Unter Verwendung von an einer realen Photovoltaik-(PV)-Anlage aufgezeichneten Messwerten wurde die betriebliche PV-Modellierung inklusive optionaler 2-achsiger Modulnachführung verifiziert; diese konnte anschließend unter Nutzung von vorliegenden Messdaten aus einem Einfamilienhaus beispielhaft zur Un-tersuchung der Auslegung verschiedener Varianten einer dezentralen Haus-Elektrizitätsversorgung mit wachsendem Grad an energetischer Autarkie verwendet werden. • Das betriebliche Verhalten eines Windparks mit 72 Einzelanlagen wurde unter Nutzung des Energiemana-gements und der aggregierten Simulation einer großen Zahl von Windenergieanlagen untersucht. Außerdem wurde der Einfluss eines Schwungmassenspeichers auf die Vergleichmäßigung der von einer einzelnen Windenergieanlage an das Netz abgegebenen Leistung betrachtet. • Für die in einem Teststand vorhandenen Einzelkomponenten Brennstoffzelle und Dampfreformer konnte auf Basis des modellierten Gesamtsystems ein übergeordnetes Regelungskonzept entwickelt werden und damit u.a. die durch Rückführung des Anoden-Offgases erzielbaren Zugewinne im Systemwirkungsgrad, sowie der Einfluss des H2-Nutzungsgrades auf die Dynamik des Gesamtsystems nachgewiesen werden. • An Hand der detaillierten betrieblichen Anlagen-Modellierung wird der Einsatz der entwickelten Manage-mentmodule für den Betrieb eines KWK-Systems zur Hausenergieversorgung vorgestellt. Die hier gewon-nenen Ergebnisse zeigen, dass der Einsatz eines intelligenten Managements quasi unverzichtbar für das Er-reichen von Energie- und Betriebskosteneffizienz einer solchen Anlage ist

Jahresbericht 2013 zur kooperativen DV-Versorgung

:Vorwort ÜBERSICHT DER INSERENTEN 12 TEIL I ZUR ARBEIT DER DV-KOMMISSION 15 ZUR ARBEIT DES ERWEITERTEN IT-LENKUNGSAUSSCHUSSES 16 ZUR ARBEIT DES IT-LENKUNGSAUSSCHUSSES 17 ZUR ARBEIT DES WISSENSCHAFTLICHEN BEIRATES DES ZIH 17 TEIL II 1 DAS ZENTRUM FÜR INFORMATIONSDIENSTE UND HOCHLEISTUNGSRECHNEN (ZIH) 21 1.1 AUFGABEN 21 1.2 ZAHLEN UND FAKTEN (REPRÄSENTATIVE AUSWAHL) 21 1.3 HAUSHALT 22 1.4 STRUKTUR / PERSONAL 23 1.5 STANDORT 24 1.6 GREMIENARBEIT 25 2 KOMMUNIKATIONSINFRASTRUKTUR 27 2.1 NUTZUNGSÜBERSICHT NETZDIENSTE 27 2.2 NETZWERKINFRASTRUKTUR 27 2.3 KOMMUNIKATIONS- UND INFORMATIONSDIENSTE 37 3 ZENTRALE DIENSTANGEBOTE UND SERVER 47 3.1 SERVICE DESK 47 3.2 TROUBLE TICKET SYSTEM (OTRS) 48 3.3 NUTZERMANAGEMENT 49 3.4 LOGIN-SERVICE 50 3.5 BEREITSTELLUNG VON VIRTUELLEN SERVERN 51 3.6 STORAGE-MANAGEMENT 51 3.7 LIZENZ-SERVICE 57 3.8 PERIPHERIE-SERVICE 58 3.9 PC-POOLS 58 3.10 SECURITY 59 3.11 DRESDEN SCIENCE CALENDAR 60 4 SERVICELEISTUNGEN FÜR DEZENTRALE DV-SYSTEME 63 4.1 ALLGEMEINES 63 4.2 INVESTBERATUNG 63 4.3 PC SUPPORT 63 4.4 MICROSOFT WINDOWS-SUPPORT 64 4.5 ZENTRALE SOFTWARE-BESCHAFFUNG FÜR DIE TU DRESDEN 70 5 HOCHLEISTUNGSRECHNEN 73 5.1 HOCHLEISTUNGSRECHNER/SPEICHERKOMPLEX (HRSK-II) 73 5.2 NUTZUNGSÜBERSICHT DER HPC-SERVER 80 5.3 SPEZIALRESSOURCEN 81 5.4 GRID-RESSOURCEN 82 5.5 ANWENDUNGSSOFTWARE 84 5.6 VISUALISIERUNG 85 5.7 PARALLELE PROGRAMMIERWERKZEUGE 86 6 WISSENSCHAFTLICHE PROJEKTE, KOOPERATIONEN 89 6.1 „KOMPETENZZENTRUM FÜR VIDEOKONFERENZDIENSTE“ (VCCIV) 89 6.2 SKALIERBARE SOFTWARE-WERKZEUGE ZUR UNTERSTÜTZUNG DER ANWENDUNGSOPTIMIERUNG AUF HPC-SYSTEMEN 94 6.3 LEISTUNGS- UND ENERGIEEFFIZIENZ-ANALYSE FÜR INNOVATIVE RECHNERARCHITEKTUREN 96 6.4 DATENINTENSIVES RECHNEN, VERTEILTES RECHNEN UND CLOUD COMPUTING 100 6.5 DATENANALYSE, METHODEN UND MODELLIERUNG IN DEN LIFE SCIENCES 103 6.6 PARALLELE PROGRAMMIERUNG, ALGORITHMEN UND METHODEN 106 6.7 KOOPERATIONEN 111 7 AUSBILDUNGSBETRIEB UND PRAKTIKA 113 7.1 AUSBILDUNG ZUM FACHINFORMATIKER / FACHRICHTUNG ANWENDUNGSENTWICKLUNG 113 7.2 PRAKTIKA 114 8 AUS- UND WEITERBILDUNGSVERANSTALTUNGEN 115 9 VERANSTALTUNGEN 117 10 PUBLIKATIONEN 118 TEIL III BEREICH MATHEMATIK UND NATURWISSENSCHAFTEN 125 BEREICH GEISTES UND SOZIALWISSENSCHAFTEN 151 BEREICH INGENIEURWISSENSCHAFTEN 177 BEREICH BAU UND UMWELT 189 BEREICH MEDIZIN 223 ZENTRALE UNIVERSITÄTSVERWALTUNG 23

Dresdner Transferbrief

Thema der Ausgabe 1(2006): Information und Kommunikation Kommunizieren – dabei die Sinne unterstützen S. 4, 11 Visualisieren und simulieren S. 5, 15 Web-basierte Anwendungen ... S. 9, 18 Prozesse und Produkte optimieren S. 6, 7, 10, 14, 16, 17 Daten analysieren, strukturieren und generieren S. 8, 12, 13:Dresden – „Stadt der Wissenschaft 2006“ S. 3 Synthetische Sprache für embedded systems S. 4 Echt-3D-Displays – eine neue Dimension der kartographischen Reliefdarstellung S. 5 Softwareagenten zur Fehlersuche in Echtzeitsteuerungen S. 6 Testbett für vernetzte Systeme der Raumautomation S. 7 Informations- und Kommunikationsprozesses S. 8 Kreativ forschen und entwickeln für Web, Multimedia und E-Learning S. 9 TU-Experten entwickeln mobile Computer am Bau S. 10 Mit den Augen kommunizieren S. 11 GignoMDA – Modellgetriebene Generierung komplexer Datenbankanwendungen S. 12 Kommunikative Aspekte bei F&E-Dienstleistungen S. 13 Produktkostenoptimierung „Neue Wege im Engineering” S. 14 Simulation und Visualisierung von Anlagen und Prozessen unter Einsatz virtueller Umgebungen S. 15 Schutzrechte und Innovationen aus Sachsen S. 16 Schutzrechte und Innovationen aus Sachsen S. 17 Moderne Kommunikation mit IP-Telefonie S. 1

Multikriteriell optimierendes Betriebsführungsverfahren für PV-Batteriespeichersysteme

Die vorliegende Dissertation stellt ein neues multikriteriell optimierendes Betriebsführungsverfahren für netzgekoppelte Energiespeicher am Beispiel eines PV-Batteriespeichersystems im Hausbereich vor. Neben der Maximierung des Eigenverbrauchs an Solarenergie steht die Minimierung von Leistungsspitzen sowie der lebensdaueroptimierende Betrieb der Lithium-Ionen-Batterie im Fokus. Zur Verknüpfung der unterschiedlichen Wirkungshorizonte der teils konkurrierenden Betriebsführungsziele wird ein mehrstufiger, optimierungsbasierter Ansatz entwickelt. Das Betriebsführungsverfahren unterteilt sich in die Ebenen Momentan-, Kurzzeit- und Langzeitoptimierung. Die Momentanoptimierung regelt die Netzleistung, gene-riert den Leistungswert der Lithium-Ionen-Batterie und sorgt für einen effizienten Betrieb des Gesamtsystems. Die Kurzzeitoptimierung auf Basis der Dynamischen Programmierung ist verantwortlich für die Maximierung der Nutzung der Solarenergie, die Minimierung der Netzeinspeise- und Netzbezugsleistung und die Minimierung der Stromkosten. Die Reduzierung des Einflusses von Modell- und Prognoseunsicherheiten gelingt durch einen modellprädiktiven Ansatz. Die Langzeitoptimierung beeinflusst das Alterungsverhalten der Lithium-Ionen-Batterie und gewährleistet den lebensdaueroptimierenden Betrieb. Für eine breite Anwendungsklasse werden die Betriebsführungsparameter der einzelnen Ebenen hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit untersucht und der Funktionsnachweis des gesamten Betriebs-führungsverfahrens erbracht. Weiterhin erfolgt der Vergleich mit zwei ausgewählten Referenzverfahren anhand definierter Bewertungskriterien. Abschließend wird der Einsatz des Betriebsführungsverfahrens für den industriellen Anwendungsbereich im Rahmen des For-schungsprojekts OptiStore vorgestellt

Ein Beitrag zur Systematisierung und Weiterentwicklung der Stellwerks-Energieversorgung

Wegen ihrer großen Bedeutung für die Verfügbarkeit der Stellwerke thematisiert die vorliegende Arbeit den Teilbereich der Energieversorgungsanlagen von Stellwerken. Ausgehend von aktuellen Fragestellungen werden neun Forschungsfragen definiert. Zunächst werden die Grundlagen sowie der Forschungsstand im Bereich der Energieversorgung untersucht. Anschließend erfolgt eine Analyse der historischen Entwicklung der Energieversorgung in der Stellwerkstechnik auf Grundlage einer umfangreichen Literaturrecherche. Darauf folgend werden aktuelle und zukünftige Entwicklungen auf diesem Gebiet untersucht. Im Hauptteil der Arbeit erfolgt eine Fokussierung auf die Energieversorgung von Relaisstellwerken. Die derzeit eingesetzten Anlagen werden hinsichtlich Technik, Altersstruktur und Zustand nebst Störungen analysiert. Dazu werden umfangreiche statistische Auswertungen vorgenommen. Im Anschluss wird ein universelles Erneuerungskonzept zur Ausrüstung der vorhandenen Stellwerke mit modernen Energieversorgungen vorgestellt. Durch die Untersuchung von Entscheidungskriterien wird ermittelt, wann unterschiedliche Erneuerungsvarianten eingesetzt werden sollten. In einer Lebenszykluskostenrechnung (LCC) mit anschließender Wirtschaftlichkeitsrechnung (WKR) werden diese Umbauvarianten monetär bewertet und miteinander verglichen.Due to its importance for the availability of interlockings, this PhD thesis focuses on the part of the interlockings power supply systems. Based on current issues, nine research questions are defined. First, the basics as well as the present state of the art in research and technology in the field of power supply are examined. This is followed by an analysis of the historical development of interlocking power supply systems based on a substantial literature research. Subsequently, the current and future key developments in this field are investigated. The main part of the work focuses on power supply systems of relay interlockings. The systems currently used are analysed regarding technology, aging and present condition as well as incidents. For that purpose comprehensive statistical evaluations are conducted. After that, a universal concept for replacement of old power supplies by state-of-the-art technology in existing interlocking systems is presented. By studying decision-making-criteria, the appropriate application of different renewal variants is determined. In a life-cycle-costing (LCC) and follow-up cost effective analysis (WKR) the different variants are evaluated and compared with each other