Den Kern des Buches bildet die Darstellung einer systematischen, durchgehenden und logischen Kette in das gekoppelte Gesamtenergiesystem (GES) der Zukunft, die zur vollständig-nachhaltigen Nutzung der regenerativen Energien führen wird. So werden einheitliche Modelle vorgeschlagen die für die Teilsysteme/Sektoren durchgehend anwendbar sind und die Optimierung des gesamten GES erlauben. Entsprechende Algorithmen und Ansätze werden mit zahlreichen Beispielen illustriert. Dies wird im Kontext der Bestrebungen zur vollen Integration der erzeugten Energie aus erneuerbaren Quellen in das GES eingebettet. Die übergeordnete Rolle der IT Systeme für sicheren Betrieb wurde im Buch betont. Die Relevanz der richtigen Zuordnung der Technologien zu Anwendungsfällen wird herausgearbeitet und daraus abgeleitete notwendige Schritte werden technisch und organisatorisch (Normung) betrachtet. Besonderes Augenmerk wird auf die didaktische Darlegung des Stoffes gelegt, um diese neue, schwierige und komplexeProblematik „so einfach wie möglich, aber nicht einfacher“ [nach Einstein], vorzustellen.

Den Kern des Buches bildet die Darstellung einer systematischen, durchgehenden und logischen Kette in das gekoppelte Gesamtenergiesystem (GES) der Zukunft, die zur vollständig-nachhaltigen Nutzung der regenerativen Energien führen wird. So werden einheitliche Modelle vorgeschlagen die für die Teilsysteme/Sektoren durchgehend anwendbar sind und die Optimierung des gesamten GES erlauben. Entsprechende Algorithmen und Ansätze werden mit zahlreichen Beispielen illustriert. Dies wird im Kontext der Bestrebungen zur vollen Integration der erzeugten Energie aus erneuerbaren Quellen in das GES eingebettet. Die übergeordnete Rolle der IT Systeme für sicheren Betrieb wurde im Buch betont. Die Relevanz der richtigen Zuordnung der Technologien zu Anwendungsfällen wird herausgearbeitet und daraus abgeleitete notwendige Schritte werden technisch und organisatorisch (Normung) betrachtet. Besonderes Augenmerk wird auf die didaktische Darlegung des Stoffes gelegt, um diese neue, schwierige und komplexeProblematik „so einfach wie möglich, aber nicht einfacher“ [nach Einstein], vorzustellen.

The core of the book is the presentation of a systematic, continuous and logical chain into the coupled total energy system (GES) of the future, which will lead to the fully sustainable use of renewable energies. Thus, unified models are proposed that are applicable to the subsystems/sectors throughout and allow the optimization of the entire GES. Appropriate algorithms and approaches are illustrated with numerous examples. This is embedded in the context of efforts to fully integrate energy generated from renewable sources into the GES. The overarching role of IT systems for secure operations has been emphasized in the book. The relevance of the correct mapping of technologies to use cases is elaborated and necessary steps derived from this are considered technically and organizationally (standardization). Special attention is paid to the didactic presentation of the material in order to present this new, difficult and complex problem "as simple as possible, but not simpler" [according to Einstein].

The core of the book is the presentation of a systematic, continuous and logical chain into the coupled total energy system (GES) of the future, which will lead to the fully sustainable use of renewable energies. Thus, unified models are proposed that are applicable to the subsystems/sectors throughout and allow the optimization of the entire GES. Appropriate algorithms and approaches are illustrated with numerous examples. This is embedded in the context of efforts to fully integrate energy generated from renewable sources into the GES. The overarching role of IT systems for secure operations has been emphasized in the book. The relevance of the correct mapping of technologies to use cases is elaborated and necessary steps derived from this are considered technically and organizationally (standardization). Special attention is paid to the didactic presentation of the material in order to present this new, difficult and complex problem "as simple as possible, but not simpler" [according to Einstein].

The core of the book is the presentation of a systematic, continuous and logical chain into the coupled total energy system (GES) of the future, which will lead to the fully sustainable use of renewable energies. Thus, unified models are proposed that are applicable to the subsystems/sectors throughout and allow the optimization of the entire GES. Appropriate algorithms and approaches are illustrated with numerous examples. This is embedded in the context of efforts to fully integrate energy generated from renewable sources into the GES. The overarching role of IT systems for secure operations has been emphasized in the book. The relevance of the correct mapping of technologies to use cases is elaborated and necessary steps derived from this are considered technically and organizationally (standardization). Special attention is paid to the didactic presentation of the material in order to present this new, difficult and complex problem "as simple as possible, but not simpler" [according to Einstein].

Das essential gibt in kompakter Form einen Überblick über die Genese und die bisherigen Umsetzungsschritte der Energiewende und beschreibt insbesondere die Rahmenbedingungen des sich wandelnden Energiesystems. Damit eignet sich das Buch hervorragend als Einstiegslektüre in die Thematik der Energiewende, die auch zur Entstehung eines holistischen Gesamtenergiesystems führen wird.

Das essential gibt in kompakter Form einen Überblick über die Genese und die bisherigen Umsetzungsschritte der Energiewende und beschreibt insbesondere die Rahmenbedingungen des sich wandelnden Energiesystems. Damit eignet sich das Buch hervorragend als Einstiegslektüre in die Thematik der Energiewende, die auch zur Entstehung eines holistischen Gesamtenergiesystems führen wird.

Das Buch enthält eine ganzheitliche  Betrachtung der Grundlagen von Smart Grids.  Das Smart Grid ist eine Symbiose aus klassischen Stromnetzen und erzeugungsorientierter Einspeisung aus erneuerbaren Energiequellen auf allen Spannungsebenen. Daraus resultierende neue Marktrollen (z.B. Prosumer) und neue Netzbetriebsmethoden (z.B. Redispatch) führen zu technischen Veränderungen sowohl im Soft- als auch im Hardwarebereich bei der Ausrüstung elektrischer Netze, die unter dem Begriff Smart Grid zusammengefasst werden. Im Vordergrund steht dabei die wirtschaftliche und zuverlässige Integration erneuerbarer Energiequellen, die durch den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien, KI-gestütztem Energiemanagement und modernen Überwachungs- und Steuerungssystemen ermöglicht wird. Impulsgeber für die kontinuierliche Weiterentwicklung des technischen Standards im Smart Grid ist dabei das regulierte Strommarktdesign, das durch die Festlegung geeigneter Tarife und rechtlicher Rahmenbedingungen die notwendigen, wirtschaftlich und technisch sinnvollen Innovationsimpulse setzt. Der Strommarkt ist damit der Garant für die weitere Effizienzentwicklung im Smart Grid. Zielgruppe des Buches sind Studierende im Grundstudium der Elektrotechnik, Energietechnik und anderer technischer Fachrichtungen wie Logistik oder Informatik, in denen die Grundlagen des Smart Grid eine wichtige Rolle spielen. Das Buch ist aber auch ein Wissenskompendium für Praktiker, die ihr Wissen systematisieren wollen, und für alle Interessierten, die sich mit dem Thema Smart Grid vertraut machen wollen. Nach der Darstellung der Grundzüge des Netzausbaus auf allen Spannungsebenen werden die Bedingungen für die Dimensionierung von Betriebsmitteln im Smart Grid im Normal- und im Störungsfall dargestellt. Das Zusammenspiel der Akteure Erzeuger-Verbraucher-Prosumer wird näher erläutert und die dafür notwendige Ausstattung des Smart Grids unter besonderer Berücksichtigung der Kommunikationsschnittstellen dargestellt. Des Weiteren werden die Grundlagen des Energiemarktes vorgestellt, wobei elektrische Energie als Produkt im Online-Handel betrachtet wird. Das Merit-Order-Prinzip wird erläutert und die Bedeutung von Erzeugungsprognosen, die sich aus der regenerativen Erzeugung ergeben, diskutiert. Die aus Prognosefehlern resultierenden Korrekturen im Netzbetrieb (sog. Redispatch) und deren Kosten werden betrachtet. Die Systematik der Bilanzierung von Strom, die durch den Smart-Meter-Rollout begleitet wird, die Rolle der Marktakteure und die Regeln der Marktkommunikation spielen dabei eine entscheidende Rolle. Dies wird anhand von Beispielen detailliert dargestellt. Dabei wird auch die zukünftig wachsende Rolle der elektrischen Energie nicht aus den Augen verloren, die dann zum Hauptenergieträger im Gesamtenergiesystem der Zukunft (GES) wird und zusammen mit grünem Wasserstoff eine noch effizientere Energienutzung durch Sektorenkopplung nach 2050 ermöglichen soll.

Das Buch enthalt eine ganzheitliche Betrachtung der Grundlagen von Smart Grids. Das Smart Grid ist eine Symbiose aus klassischen Stromnetzen und erzeugungsorientierter Einspeisung aus erneuerbaren Energiequellen auf allen Spannungsebenen. Daraus resultierende neue Marktrollen (z.B. Prosumer) und neue Netzbetriebsmethoden (z.B. Redispatch) fuhren zu technischen Veranderungen sowohl im Soft- als auch im Hardwarebereich bei der Ausrustung elektrischer Netze, die unter dem Begriff Smart Grid zusammengefasst werden. Im Vordergrund steht dabei die wirtschaftliche und zuverlassige Integration erneuerbarer Energiequellen, die durch den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien, KI-gestutztem Energiemanagement und modernen Uberwachungs- und Steuerungssystemen ermoglicht wird. Impulsgeber fur die kontinuierliche Weiterentwicklung des technischen Standards im Smart Grid ist dabei das regulierte Strommarktdesign, das durch die Festlegung geeigneter Tarife und rechtlicher Rahmenbedingungen die notwendigen, wirtschaftlich und technisch sinnvollen Innovationsimpulse setzt. Der Strommarkt ist damit der Garant fur die weitere Effizienzentwicklung im Smart Grid. Zielgruppe des Buches sind Studierende im Grundstudium der Elektrotechnik, Energietechnik und anderer technischer Fachrichtungen wie Logistik oder Informatik, in denen die Grundlagen des Smart Grid eine wichtige Rolle spielen. Das Buch ist aber auch ein Wissenskompendium fur Praktiker, die ihr Wissen systematisieren wollen, und fur alle Interessierten, die sich mit dem Thema Smart Grid vertraut machen wollen. Nach der Darstellung der Grundzuge des Netzausbaus auf allen Spannungsebenen werden die Bedingungen fur die Dimensionierung von Betriebsmitteln im Smart Grid im Normal- und im Storungsfall dargestellt. Das Zusammenspiel der Akteure Erzeuger-Verbraucher-Prosumer wird naher erlautert und die dafur notwendige Ausstattung des Smart Grids unter besonderer Berucksichtigung der Kommunikationsschnittstellen dargestellt. Des Weiteren werden die Grundlagen des Energiemarktes vorgestellt, wobei elektrische Energie als Produkt im Online-Handel betrachtet wird. Das Merit-Order-Prinzip wird erlautert und die Bedeutung von Erzeugungsprognosen, die sich aus der regenerativen Erzeugung ergeben, diskutiert. Die aus Prognosefehlern resultierenden Korrekturen im Netzbetrieb (sog. Redispatch) und deren Kosten werden betrachtet. Die Systematik der Bilanzierung von Strom, die durch den Smart-Meter-Rollout begleitet wird, die Rolle der Marktakteure und die Regeln der Marktkommunikation spielen dabei eine entscheidende Rolle. Dies wird anhand von Beispielen detailliert dargestellt. Dabei wird auch die zukunftig wachsende Rolle der elektrischen Energie nicht aus den Augen verloren, die dann zum Hauptenergietrager im Gesamtenergiesystem der Zukunft (GES) wird und zusammen mit grunem Wasserstoff eine noch effizientere Energienutzung durch Sektorenkopplung nach 2050 ermoglichen soll.

Dieses Buch behandelt den Aufbau und den Einsatz von Expertensystemen in technischen Systemen an Beispielen der elektrischen Energieversorgung.Nach einem geschichtlichen Abriss zur Entstehung und Verwendung von Expertensystemen werden die Grundlagen der Prädikatenlogik als Fundament wissensbasierter Systeme erklärt. Die Grundzüge der wissensbasierten Systeme, der Wissensakquisition und der Wissensspeicherung werden erläutert und ausgewählte intelligente Techniken vorgestellt. Mit zahlreichen Illustrationsbeispielen aus dem Gebiet der elektrischen Energieversorgung werden die spezifischen Probleme der Gestaltung von Expertensystemen in diesem Umfeld erläutert.Die ZielgruppenDas Werk ist in erster Linie für Studierende und Ingenieure der technischen Fächer, insbesondere der Elektrotechnik gedacht, die einen Einstieg in die Problematik suchen.

Den Kern des Buches bildet die systematische, durchgehende und logische Darstellung von Elektromobilität in Verbindung mit der Erzeugung der elektrischen Energie aus regenerativen Energiequellen.Durch die Nutzung von E-Fahrzeugen entsteht eine unmittelbare Kopplung mehrerer Infrastrukturen (Transport, Logistik, Energie, Informations- und Telekommunikation (IKT)), wodurch die Flexibilität dieser Systeme vergrößert wird. Daher kann die Elektromobilität als eine der Flexibilisierungsoptionen des elektrischen Energiesystems der Zukunft betrachtet werden.Im Buch werden wissenschaftlich fundierte Antworten auf folgende Fragen gegeben: Welche Technologien für die Elektromobilität stehen grundsätzlich zur Verfügung? Wie soll der Einsatz von Elektromobilität methodisch für unterschiedliche Funktionen und in unterschiedlichen Bereichen geplant werden? Wie ist die Wechselwirkung zwischen kritischen Infrastrukturen wie Transport, Energie und IKT? Welche Vorteile ergeben sich aus der Kopplung der genannten Systeme?Besonderes Augenmerk legen die Autoren auf die didaktische Darlegung des Stoffes, um diese komplexe Problematik „so einfach wie möglich, aber nicht einfacher“ vorzustellen.

Nowadays, Smart Grid has become an established synonym for modern electric power systems. Electric networks are fed less and less by large, centrally planned fossil and nuclear power plants but more and more by millions of smaller, renewable and mostly weather-dependent generation units. A secure energy supply in such a sustainable and ecological system requires a completely different approach for planning, equipping and operating the electric power systems of the future, especially by using flexibility provisions of the network users according to the Smart Grid concept. The book brings together common themes beginning with Smart Grids and the characteristics of power plants based on renewable energy with highly efficient generation principles and storage capabilities. It covers the advanced technologies applied today in the transmission and distribution networks and innovative solutions for maintaining today’s high power quality under the challenging conditions oflarge-scale shares of volatile renewable energy sources in the annual energy balance. Besides considering the new primary and secondary technology solutions and control facilities for the transmission and distribution networks, prospective market conditions allowing network operators and the network users to gain benefits are also discussed. The growing role of information and communication technologies is investigated. The importance of new standards is underlined and the current international efforts in developing a consistent set of standards are updated in the second edition and described in detail. The updated presentation of international experiences to apply novel Smart Grid solutions to the practice of network operation concludes this book.

Nowadays, Smart Grid has become an established synonym for modern electric power systems. Electric networks are fed less and less by large, centrally planned fossil and nuclear power plants but more and more by millions of smaller, renewable and mostly weather-dependent generation units. A secure energy supply in such a sustainable and ecological system requires a completely different approach for planning, equipping and operating the electric power systems of the future, especially by using flexibility provisions of the network users according to the Smart Grid concept. The book brings together common themes beginning with Smart Grids and the characteristics of power plants based on renewable energy with highly efficient generation principles and storage capabilities. It covers the advanced technologies applied today in the transmission and distribution networks and innovative solutions for maintaining today’s high power quality under the challenging conditions oflarge-scale shares of volatile renewable energy sources in the annual energy balance. Besides considering the new primary and secondary technology solutions and control facilities for the transmission and distribution networks, prospective market conditions allowing network operators and the network users to gain benefits are also discussed. The growing role of information and communication technologies is investigated. The importance of new standards is underlined and the current international efforts in developing a consistent set of standards are updated in the second edition and described in detail. The updated presentation of international experiences to apply novel Smart Grid solutions to the practice of network operation concludes this book.

Nowadays, Smart Grid has become an established synonym for modern electric power systems. Electric networks are fed less and less by large, centrally planned fossil and nuclear power plants but more and more by millions of smaller, renewable and mostly weather-dependent generation units. A secure energy supply in such a sustainable and ecological system requires a completely different approach for planning, equipping and operating the electric power systems of the future, especially by using flexibility provisions of the network users according to the Smart Grid concept. The book brings together common themes beginning with Smart Grids and the characteristics of power plants based on renewable energy with highly efficient generation principles and storage capabilities. It covers the advanced technologies applied today in the transmission and distribution networks and innovative solutions for maintaining today’s high power quality under the challenging conditions oflarge-scale shares of volatile renewable energy sources in the annual energy balance. Besides considering the new primary and secondary technology solutions and control facilities for the transmission and distribution networks, prospective market conditions allowing network operators and the network users to gain benefits are also discussed. The growing role of information and communication technologies is investigated. The importance of new standards is underlined and the current international efforts in developing a consistent set of standards are updated in the second edition and described in detail. The updated presentation of international experiences to apply novel Smart Grid solutions to the practice of network operation concludes this book.

Den Kern des Buches bildet die systematische, durchgehende und logische Darstellung von Elektromobilität in Verbindung mit der Erzeugung der elektrischen Energie aus regenerativen Energiequellen.Durch die Nutzung von E-Fahrzeugen entsteht eine unmittelbare Kopplung mehrerer Infrastrukturen (Transport, Logistik, Energie, Informations- und Telekommunikation (IKT)), wodurch die Flexibilität dieser Systeme vergrößert wird. Daher kann die Elektromobilität als eine der Flexibilisierungsoptionen des elektrischen Energiesystems der Zukunft betrachtet werden.Im Buch werden wissenschaftlich fundierte Antworten auf folgende Fragen gegeben: Welche Technologien für die Elektromobilität stehen grundsätzlich zur Verfügung? Wie soll der Einsatz von Elektromobilität methodisch für unterschiedliche Funktionen und in unterschiedlichen Bereichen geplant werden? Wie ist die Wechselwirkung zwischen kritischen Infrastrukturen wie Transport, Energie und IKT? Welche Vorteile ergeben sich aus der Kopplung der genannten Systeme?Besonderes Augenmerk legen die Autoren auf die didaktische Darlegung des Stoffes, um diese komplexe Problematik „so einfach wie möglich, aber nicht einfacher“ vorzustellen.

Mit den Methoden zur Modellierung, Planung und Implementierung elektrischer Energiespeichersysteme führt dieses Lehrbuch in ein zunehmend wichtiges Thema ein. Aufgrund der höheren Volatilität und zunehmenden Stromgestehung aus erneuerbarer Energie ist Energiespeicherung notwendig, um weiterhin eine sichere Versorgung zu gewährleisten.Einen technisch zuverlässigen und marktorientierten Speichereinsatz erfordert Entwicklung und Erprobung von verschiedenen Methoden der Planung und Betrieb von Energiespeichersystemen und deren Anpassung auf ihren Anwendungsfall, also Integration mit Energieerzeugung, Last oder Verteil. Bzw. Übertragungsnetz. Diese möglichen Ansätze, deren Anforderungen und Potenziale werden im diesen Buch beschrieben und mittels praktischen Beispielen diskutiert.

Den Kern des Buches bildet die Darstellung einer systematischen, durchgehenden und logischen Kette in das gekoppelte Gesamtenergiesystem (GES) der Zukunft, die zur vollständig-nachhaltigen Nutzung der regenerativen Energien führen wird. So werden einheitliche Modelle vorgeschlagen die für die Teilsysteme/Sektoren durchgehend anwendbar sind und die Optimierung des gesamten GES erlauben. Entsprechende Algorithmen und Ansätze werden mit zahlreichen Beispielen illustriert. Dies wird im Kontext der Bestrebungen zur vollen Integration der erzeugten Energie aus erneuerbaren Quellen in das GES eingebettet. Die übergeordnete Rolle der IT Systeme für sicheren Betrieb wurde im Buch betont. Die Relevanz der richtigen Zuordnung der Technologien zu Anwendungsfällen wird herausgearbeitet und daraus abgeleitete notwendige Schritte werden technisch und organisatorisch (Normung) betrachtet. Besonderes Augenmerk wird auf die didaktische Darlegung des Stoffes gelegt, um diese neue, schwierige und komplexeProblematik „so einfach wie möglich, aber nicht einfacher“ [nach Einstein], vorzustellen.

Den Kern des Buches bildet die Darstellung einer systematischen, durchgehenden und logischen Kette in das gekoppelte Gesamtenergiesystem (GES) der Zukunft, die zur vollständig-nachhaltigen Nutzung der regenerativen Energien führen wird. So werden einheitliche Modelle vorgeschlagen die für die Teilsysteme/Sektoren durchgehend anwendbar sind und die Optimierung des gesamten GES erlauben. Entsprechende Algorithmen und Ansätze werden mit zahlreichen Beispielen illustriert. Dies wird im Kontext der Bestrebungen zur vollen Integration der erzeugten Energie aus erneuerbaren Quellen in das GES eingebettet. Die übergeordnete Rolle der IT Systeme für sicheren Betrieb wurde im Buch betont. Die Relevanz der richtigen Zuordnung der Technologien zu Anwendungsfällen wird herausgearbeitet und daraus abgeleitete notwendige Schritte werden technisch und organisatorisch (Normung) betrachtet. Besonderes Augenmerk wird auf die didaktische Darlegung des Stoffes gelegt, um diese neue, schwierige und komplexeProblematik „so einfach wie möglich, aber nicht einfacher“ [nach Einstein], vorzustellen.

The core of the book is the presentation of a systematic, continuous and logical chain into the coupled total energy system (GES) of the future, which will lead to the fully sustainable use of renewable energies. Thus, unified models are proposed that are applicable to the subsystems/sectors throughout and allow the optimization of the entire GES. Appropriate algorithms and approaches are illustrated with numerous examples. This is embedded in the context of efforts to fully integrate energy generated from renewable sources into the GES. The overarching role of IT systems for secure operations has been emphasized in the book. The relevance of the correct mapping of technologies to use cases is elaborated and necessary steps derived from this are considered technically and organizationally (standardization). Special attention is paid to the didactic presentation of the material in order to present this new, difficult and complex problem "as simple as possible, but not simpler" [according to Einstein].

The core of the book is the presentation of a systematic, continuous and logical chain into the coupled total energy system (GES) of the future, which will lead to the fully sustainable use of renewable energies. Thus, unified models are proposed that are applicable to the subsystems/sectors throughout and allow the optimization of the entire GES. Appropriate algorithms and approaches are illustrated with numerous examples. This is embedded in the context of efforts to fully integrate energy generated from renewable sources into the GES. The overarching role of IT systems for secure operations has been emphasized in the book. The relevance of the correct mapping of technologies to use cases is elaborated and necessary steps derived from this are considered technically and organizationally (standardization). Special attention is paid to the didactic presentation of the material in order to present this new, difficult and complex problem "as simple as possible, but not simpler" [according to Einstein].

The core of the book is the presentation of a systematic, continuous and logical chain into the coupled total energy system (GES) of the future, which will lead to the fully sustainable use of renewable energies. Thus, unified models are proposed that are applicable to the subsystems/sectors throughout and allow the optimization of the entire GES. Appropriate algorithms and approaches are illustrated with numerous examples. This is embedded in the context of efforts to fully integrate energy generated from renewable sources into the GES. The overarching role of IT systems for secure operations has been emphasized in the book. The relevance of the correct mapping of technologies to use cases is elaborated and necessary steps derived from this are considered technically and organizationally (standardization). Special attention is paid to the didactic presentation of the material in order to present this new, difficult and complex problem "as simple as possible, but not simpler" [according to Einstein].

Das essential gibt in kompakter Form einen Überblick über die Genese und die bisherigen Umsetzungsschritte der Energiewende und beschreibt insbesondere die Rahmenbedingungen des sich wandelnden Energiesystems. Damit eignet sich das Buch hervorragend als Einstiegslektüre in die Thematik der Energiewende, die auch zur Entstehung eines holistischen Gesamtenergiesystems führen wird.

Das essential gibt in kompakter Form einen Überblick über die Genese und die bisherigen Umsetzungsschritte der Energiewende und beschreibt insbesondere die Rahmenbedingungen des sich wandelnden Energiesystems. Damit eignet sich das Buch hervorragend als Einstiegslektüre in die Thematik der Energiewende, die auch zur Entstehung eines holistischen Gesamtenergiesystems führen wird.

Das Buch enthält eine ganzheitliche  Betrachtung der Grundlagen von Smart Grids.  Das Smart Grid ist eine Symbiose aus klassischen Stromnetzen und erzeugungsorientierter Einspeisung aus erneuerbaren Energiequellen auf allen Spannungsebenen. Daraus resultierende neue Marktrollen (z.B. Prosumer) und neue Netzbetriebsmethoden (z.B. Redispatch) führen zu technischen Veränderungen sowohl im Soft- als auch im Hardwarebereich bei der Ausrüstung elektrischer Netze, die unter dem Begriff Smart Grid zusammengefasst werden. Im Vordergrund steht dabei die wirtschaftliche und zuverlässige Integration erneuerbarer Energiequellen, die durch den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien, KI-gestütztem Energiemanagement und modernen Überwachungs- und Steuerungssystemen ermöglicht wird. Impulsgeber für die kontinuierliche Weiterentwicklung des technischen Standards im Smart Grid ist dabei das regulierte Strommarktdesign, das durch die Festlegung geeigneter Tarife und rechtlicher Rahmenbedingungen die notwendigen, wirtschaftlich und technisch sinnvollen Innovationsimpulse setzt. Der Strommarkt ist damit der Garant für die weitere Effizienzentwicklung im Smart Grid. Zielgruppe des Buches sind Studierende im Grundstudium der Elektrotechnik, Energietechnik und anderer technischer Fachrichtungen wie Logistik oder Informatik, in denen die Grundlagen des Smart Grid eine wichtige Rolle spielen. Das Buch ist aber auch ein Wissenskompendium für Praktiker, die ihr Wissen systematisieren wollen, und für alle Interessierten, die sich mit dem Thema Smart Grid vertraut machen wollen. Nach der Darstellung der Grundzüge des Netzausbaus auf allen Spannungsebenen werden die Bedingungen für die Dimensionierung von Betriebsmitteln im Smart Grid im Normal- und im Störungsfall dargestellt. Das Zusammenspiel der Akteure Erzeuger-Verbraucher-Prosumer wird näher erläutert und die dafür notwendige Ausstattung des Smart Grids unter besonderer Berücksichtigung der Kommunikationsschnittstellen dargestellt. Des Weiteren werden die Grundlagen des Energiemarktes vorgestellt, wobei elektrische Energie als Produkt im Online-Handel betrachtet wird. Das Merit-Order-Prinzip wird erläutert und die Bedeutung von Erzeugungsprognosen, die sich aus der regenerativen Erzeugung ergeben, diskutiert. Die aus Prognosefehlern resultierenden Korrekturen im Netzbetrieb (sog. Redispatch) und deren Kosten werden betrachtet. Die Systematik der Bilanzierung von Strom, die durch den Smart-Meter-Rollout begleitet wird, die Rolle der Marktakteure und die Regeln der Marktkommunikation spielen dabei eine entscheidende Rolle. Dies wird anhand von Beispielen detailliert dargestellt. Dabei wird auch die zukünftig wachsende Rolle der elektrischen Energie nicht aus den Augen verloren, die dann zum Hauptenergieträger im Gesamtenergiesystem der Zukunft (GES) wird und zusammen mit grünem Wasserstoff eine noch effizientere Energienutzung durch Sektorenkopplung nach 2050 ermöglichen soll.

Das Buch enthalt eine ganzheitliche Betrachtung der Grundlagen von Smart Grids. Das Smart Grid ist eine Symbiose aus klassischen Stromnetzen und erzeugungsorientierter Einspeisung aus erneuerbaren Energiequellen auf allen Spannungsebenen. Daraus resultierende neue Marktrollen (z.B. Prosumer) und neue Netzbetriebsmethoden (z.B. Redispatch) fuhren zu technischen Veranderungen sowohl im Soft- als auch im Hardwarebereich bei der Ausrustung elektrischer Netze, die unter dem Begriff Smart Grid zusammengefasst werden. Im Vordergrund steht dabei die wirtschaftliche und zuverlassige Integration erneuerbarer Energiequellen, die durch den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien, KI-gestutztem Energiemanagement und modernen Uberwachungs- und Steuerungssystemen ermoglicht wird. Impulsgeber fur die kontinuierliche Weiterentwicklung des technischen Standards im Smart Grid ist dabei das regulierte Strommarktdesign, das durch die Festlegung geeigneter Tarife und rechtlicher Rahmenbedingungen die notwendigen, wirtschaftlich und technisch sinnvollen Innovationsimpulse setzt. Der Strommarkt ist damit der Garant fur die weitere Effizienzentwicklung im Smart Grid. Zielgruppe des Buches sind Studierende im Grundstudium der Elektrotechnik, Energietechnik und anderer technischer Fachrichtungen wie Logistik oder Informatik, in denen die Grundlagen des Smart Grid eine wichtige Rolle spielen. Das Buch ist aber auch ein Wissenskompendium fur Praktiker, die ihr Wissen systematisieren wollen, und fur alle Interessierten, die sich mit dem Thema Smart Grid vertraut machen wollen. Nach der Darstellung der Grundzuge des Netzausbaus auf allen Spannungsebenen werden die Bedingungen fur die Dimensionierung von Betriebsmitteln im Smart Grid im Normal- und im Storungsfall dargestellt. Das Zusammenspiel der Akteure Erzeuger-Verbraucher-Prosumer wird naher erlautert und die dafur notwendige Ausstattung des Smart Grids unter besonderer Berucksichtigung der Kommunikationsschnittstellen dargestellt. Des Weiteren werden die Grundlagen des Energiemarktes vorgestellt, wobei elektrische Energie als Produkt im Online-Handel betrachtet wird. Das Merit-Order-Prinzip wird erlautert und die Bedeutung von Erzeugungsprognosen, die sich aus der regenerativen Erzeugung ergeben, diskutiert. Die aus Prognosefehlern resultierenden Korrekturen im Netzbetrieb (sog. Redispatch) und deren Kosten werden betrachtet. Die Systematik der Bilanzierung von Strom, die durch den Smart-Meter-Rollout begleitet wird, die Rolle der Marktakteure und die Regeln der Marktkommunikation spielen dabei eine entscheidende Rolle. Dies wird anhand von Beispielen detailliert dargestellt. Dabei wird auch die zukunftig wachsende Rolle der elektrischen Energie nicht aus den Augen verloren, die dann zum Hauptenergietrager im Gesamtenergiesystem der Zukunft (GES) wird und zusammen mit grunem Wasserstoff eine noch effizientere Energienutzung durch Sektorenkopplung nach 2050 ermoglichen soll.

Dieses Buch behandelt den Aufbau und den Einsatz von Expertensystemen in technischen Systemen an Beispielen der elektrischen Energieversorgung.Nach einem geschichtlichen Abriss zur Entstehung und Verwendung von Expertensystemen werden die Grundlagen der Prädikatenlogik als Fundament wissensbasierter Systeme erklärt. Die Grundzüge der wissensbasierten Systeme, der Wissensakquisition und der Wissensspeicherung werden erläutert und ausgewählte intelligente Techniken vorgestellt. Mit zahlreichen Illustrationsbeispielen aus dem Gebiet der elektrischen Energieversorgung werden die spezifischen Probleme der Gestaltung von Expertensystemen in diesem Umfeld erläutert.Die ZielgruppenDas Werk ist in erster Linie für Studierende und Ingenieure der technischen Fächer, insbesondere der Elektrotechnik gedacht, die einen Einstieg in die Problematik suchen.

Den Kern des Buches bildet die systematische, durchgehende und logische Darstellung von Elektromobilität in Verbindung mit der Erzeugung der elektrischen Energie aus regenerativen Energiequellen.Durch die Nutzung von E-Fahrzeugen entsteht eine unmittelbare Kopplung mehrerer Infrastrukturen (Transport, Logistik, Energie, Informations- und Telekommunikation (IKT)), wodurch die Flexibilität dieser Systeme vergrößert wird. Daher kann die Elektromobilität als eine der Flexibilisierungsoptionen des elektrischen Energiesystems der Zukunft betrachtet werden.Im Buch werden wissenschaftlich fundierte Antworten auf folgende Fragen gegeben: Welche Technologien für die Elektromobilität stehen grundsätzlich zur Verfügung? Wie soll der Einsatz von Elektromobilität methodisch für unterschiedliche Funktionen und in unterschiedlichen Bereichen geplant werden? Wie ist die Wechselwirkung zwischen kritischen Infrastrukturen wie Transport, Energie und IKT? Welche Vorteile ergeben sich aus der Kopplung der genannten Systeme?Besonderes Augenmerk legen die Autoren auf die didaktische Darlegung des Stoffes, um diese komplexe Problematik „so einfach wie möglich, aber nicht einfacher“ vorzustellen.

Nowadays, Smart Grid has become an established synonym for modern electric power systems. Electric networks are fed less and less by large, centrally planned fossil and nuclear power plants but more and more by millions of smaller, renewable and mostly weather-dependent generation units. A secure energy supply in such a sustainable and ecological system requires a completely different approach for planning, equipping and operating the electric power systems of the future, especially by using flexibility provisions of the network users according to the Smart Grid concept. The book brings together common themes beginning with Smart Grids and the characteristics of power plants based on renewable energy with highly efficient generation principles and storage capabilities. It covers the advanced technologies applied today in the transmission and distribution networks and innovative solutions for maintaining today’s high power quality under the challenging conditions oflarge-scale shares of volatile renewable energy sources in the annual energy balance. Besides considering the new primary and secondary technology solutions and control facilities for the transmission and distribution networks, prospective market conditions allowing network operators and the network users to gain benefits are also discussed. The growing role of information and communication technologies is investigated. The importance of new standards is underlined and the current international efforts in developing a consistent set of standards are updated in the second edition and described in detail. The updated presentation of international experiences to apply novel Smart Grid solutions to the practice of network operation concludes this book.

Nowadays, Smart Grid has become an established synonym for modern electric power systems. Electric networks are fed less and less by large, centrally planned fossil and nuclear power plants but more and more by millions of smaller, renewable and mostly weather-dependent generation units. A secure energy supply in such a sustainable and ecological system requires a completely different approach for planning, equipping and operating the electric power systems of the future, especially by using flexibility provisions of the network users according to the Smart Grid concept. The book brings together common themes beginning with Smart Grids and the characteristics of power plants based on renewable energy with highly efficient generation principles and storage capabilities. It covers the advanced technologies applied today in the transmission and distribution networks and innovative solutions for maintaining today’s high power quality under the challenging conditions oflarge-scale shares of volatile renewable energy sources in the annual energy balance. Besides considering the new primary and secondary technology solutions and control facilities for the transmission and distribution networks, prospective market conditions allowing network operators and the network users to gain benefits are also discussed. The growing role of information and communication technologies is investigated. The importance of new standards is underlined and the current international efforts in developing a consistent set of standards are updated in the second edition and described in detail. The updated presentation of international experiences to apply novel Smart Grid solutions to the practice of network operation concludes this book.

Nowadays, Smart Grid has become an established synonym for modern electric power systems. Electric networks are fed less and less by large, centrally planned fossil and nuclear power plants but more and more by millions of smaller, renewable and mostly weather-dependent generation units. A secure energy supply in such a sustainable and ecological system requires a completely different approach for planning, equipping and operating the electric power systems of the future, especially by using flexibility provisions of the network users according to the Smart Grid concept. The book brings together common themes beginning with Smart Grids and the characteristics of power plants based on renewable energy with highly efficient generation principles and storage capabilities. It covers the advanced technologies applied today in the transmission and distribution networks and innovative solutions for maintaining today’s high power quality under the challenging conditions oflarge-scale shares of volatile renewable energy sources in the annual energy balance. Besides considering the new primary and secondary technology solutions and control facilities for the transmission and distribution networks, prospective market conditions allowing network operators and the network users to gain benefits are also discussed. The growing role of information and communication technologies is investigated. The importance of new standards is underlined and the current international efforts in developing a consistent set of standards are updated in the second edition and described in detail. The updated presentation of international experiences to apply novel Smart Grid solutions to the practice of network operation concludes this book.

Den Kern des Buches bildet die systematische, durchgehende und logische Darstellung von Elektromobilität in Verbindung mit der Erzeugung der elektrischen Energie aus regenerativen Energiequellen.Durch die Nutzung von E-Fahrzeugen entsteht eine unmittelbare Kopplung mehrerer Infrastrukturen (Transport, Logistik, Energie, Informations- und Telekommunikation (IKT)), wodurch die Flexibilität dieser Systeme vergrößert wird. Daher kann die Elektromobilität als eine der Flexibilisierungsoptionen des elektrischen Energiesystems der Zukunft betrachtet werden.Im Buch werden wissenschaftlich fundierte Antworten auf folgende Fragen gegeben: Welche Technologien für die Elektromobilität stehen grundsätzlich zur Verfügung? Wie soll der Einsatz von Elektromobilität methodisch für unterschiedliche Funktionen und in unterschiedlichen Bereichen geplant werden? Wie ist die Wechselwirkung zwischen kritischen Infrastrukturen wie Transport, Energie und IKT? Welche Vorteile ergeben sich aus der Kopplung der genannten Systeme?Besonderes Augenmerk legen die Autoren auf die didaktische Darlegung des Stoffes, um diese komplexe Problematik „so einfach wie möglich, aber nicht einfacher“ vorzustellen.

Mit den Methoden zur Modellierung, Planung und Implementierung elektrischer Energiespeichersysteme führt dieses Lehrbuch in ein zunehmend wichtiges Thema ein. Aufgrund der höheren Volatilität und zunehmenden Stromgestehung aus erneuerbarer Energie ist Energiespeicherung notwendig, um weiterhin eine sichere Versorgung zu gewährleisten.Einen technisch zuverlässigen und marktorientierten Speichereinsatz erfordert Entwicklung und Erprobung von verschiedenen Methoden der Planung und Betrieb von Energiespeichersystemen und deren Anpassung auf ihren Anwendungsfall, also Integration mit Energieerzeugung, Last oder Verteil. Bzw. Übertragungsnetz. Diese möglichen Ansätze, deren Anforderungen und Potenziale werden im diesen Buch beschrieben und mittels praktischen Beispielen diskutiert.