Architekturdesign zur Langzeitmessung von Gebäude-Energieprofilen

Thesis category:
Master-Projekt
Supervisors:
Eckert, Jürgen
Chair of Computer Science 7 (Computer Networks and Communication Systems)
Phone +49 9131 85 27930, Fax +49 9131 85 27409, E-Mail: juergen.eckert@fau.de
Description:
Im Rahmen des Forschungspraktikums/Projektarbeit soll eine Architektur inklusive Sensorik entwickelt werden, die es ermöglicht minimal-invasiv und kostengünstig wichtige Messgrößen für die Simulation von vernetzten intelligenten Energiesystemen in Wohnhäusern über einen langen Zeitraum aufzuzeichnen. Die Daten sollen zusammen mit Wettervorhersagen zur weiteren Aufbereitung zentral in der Lehrstuhldatenbank hinterlegt werden. Eine Online Wartung und Diagnose soll ebenfalls implementiert werden. Wichtige Messgrößen:
  • Innen-/Außentemperatur

  • Sonneneinstrahlung

  • Wind

  • Energieerzeugung und Verbrauch (Strom und Wärme)

Durch Unterstützung und Zuarbeit für wissenschaftliche Mitarbeiter können Masterstudenten/innen Erfahrung in der Projekt- und Forschungstätigkeit gewinnen. Die Anforderungen an wissenschaftlicher Durchdringung sind dabei nicht so gestellt, wie bei der Erstellung einer Abschlussarbeit. Als Ergebnis sollte ein 6-10 seitiger Bericht sowie eine Dokumentation/Bedienungsanleitung des geschaffenen Aufbaus bzw. Programms abgeliefert werden. Allgemeine Informationen

  • Zeitlicher Umfang: 5 bzw. 10 ECTS

  • Teilnehmerzahl: 1-8 (Gruppenarbeit)

  • Ansprechpartner: Dr.-Ing. Jürgen Eckert (juergen.eckert@fau.de)

Voraussetzung

  • JAVA, C und/oder Python Programmierung

  • Netzwerkkommunikation

  • Datenbanksysteme

  • Schaltungsentwurf und Fertigung

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Progress status:
The thesis is still available for assignment.


Autarke SkyNet Basisstation inklusive Anemometer

Thesis category:
Master Thesis
Supervisors:
Eckert, Jürgen
Chair of Computer Science 7 (Computer Networks and Communication Systems)
Phone +49 9131 85 27930, Fax +49 9131 85 27409, E-Mail: juergen.eckert@fau.de
Description:
SkyNet ist ein mobiles 3D Ad-hoc Netzwerk das Hobby- und Sportpiloten beim auffinden von Aufwinden unterstützt. Stationäre Basisstationen auf dem Boden stabilisieren das Netzwerk und liefern für Gleitschirme- und Hängegleiter- Piloten zusätzliche wichtige Informationen, wie aktuelle Windund Wetterdaten.

Ziele der Arbeit:
Im Rahmen dieser Arbeit soll die erste Version der Basisstation aufgebaut werden. Die Entwicklung erfolgt völlig frei. Die Basisstation sollte folgende Anforderungen erfüllen:

  • Autarker Betrieb über mehrere Tage (Stromversorgung mittels Solarzellen und Akkus)

  • Spritzwassergeschützt

  • Konfigurationslose Positionserkennung (Lageerkennung mittels GPS und Kompass)

  • 3D Anemometer (Windsensor) und Temperatursensor

Assumed lectures or skills:
  • JAVA, C und/oder Python Programmierung
  • Netzwerkkommunikation

  • Schaltungsentwurf und Fertigung

  • Handwerklich Fähigkeiten (wie löten)

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Progress status:
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Ein Raspberry Pi als präziser NTP-Server (tem-pi)

Thesis category:
Studien-/Bachelor-/Diplom-/Masterarbeit
Supervisors:
Hielscher, Kai-Steffen Jens
Chair of Computer Science 7 (Computer Networks and Communication Systems)
Phone +49 9131 85 27932, Fax +49 9131 85 27409, E-Mail: kai-steffen.hielscher@fau.de
Description:
Es gibt diverse Projekte mit dem Ziel, einen Raspberry Pi als NTP-Server zu verwenden. Auch wir am Lehrstuhl Informatik 7 verwenden schon seit einiger Zeit einen Raspberry Pi Model B als NTP-Server. Dazu wurde ein u-blox NEO-6M GPS-Empfänger an den seriellen Port des Raspberry Pi angeschlossen. Zudem liefert das Modul ein PPS-Signal an einen GPIO-Pin. So markiert ein Puls den Beginn jeder Sekunde. Die Signale erhalten mittels eines Patches des Linux-Kernels jeweils einen Zeitstempel. Die Zeitstempel werden wiederum von NTP verwendet, um die Frequenzabweichung und den Offset der lokalen Uhr zu bestimmen.
In vorangegangenen Forschungsarbeiten wurde ein Konzept entwickelt, um den Einfluss der Interruptlatenz zu minimieren, indem mittels einer externen Uhr die Zeit zwischen dem Eintreffen des PPS-Pulses und der Abarbeitung des Interrupthandlers gemessen wird. Die Messung der konkreten Interruptlatenz bei jedem Puls kann dann verwendet werden, um die Zeitstempel zu modifizieren, bevor sie an die NTP-Software weitergegeben werden.
In dieser Arbeit sollen diese Konzepte auf dem Raspberry Pi implementiert werden. Anstelle der externen Uhr soll hier ein GPS-Empfänger verwendet werden, der Zeitstempel für externe Signale generieren kann, z.B. ein u-blox LEA-6T. Der Zeitstempel soll dann vom Pi eingelesen werden, um damit die Zeitstempel für die PPS-Pulse zu korrigieren. Dies kann über den NTP Shared Memory Driver (SHM) erfolgen.
Ein weiterer Einfluss, der die Genauigkeit von Taktgebern beeinflusst, ist die Temperatur. Um diesen Effekt weitgehend zu vermeiden, kommen häufig OCXOs (Quarzöfen) zum Einsatz. Hier werden die Quarze mittels einer Heizung auf einer definierten Temperatur gehalten.
In der Arbeit soll nun versucht werden, den gesamten Pi in eine temperaturisolierte Box zu packen und auf konstanter Temperatur zu halten. Die Erhöhung der Temperatur könnte durch eine externe Heizfolie oder durch Aktivitäten auf dem Pi selbst, z.B. durch Beschäftigung der GPU, erfolgen. Dabei wäre zu untersuchen, ob solche Aktivitäten die Interruptlatenz negativ beeinflussen. Gegebenenfalls kann es auch helfen, die Wärmekapazität des Inhaltes der isolierten Box zu erhöhen, damit ein glatterer Temperaturverlauf über die Zeit erreicht wird. Dies hätte einen glatteren Verlauf der Frequenz zur Folge. Solche längerfristigen Änderungen kann NTP einfacher korrigieren. Die Wärmekapizität könnte man erhöhen, indem man weitere Gegenstände wie Wasserkissen oder Paraffin in die Box gibt.
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Keywords:
NTP, Linux, Raspberry Pi, GPS, DIY
Progress status:
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Erstellung eines regionalen, strombasierten Mobilitätsmodells mit Matlab Simulink

Thesis category:
Master Thesis
Supervisors:
Pruckner, Marco
Chair of Computer Science 7 (Computer Networks and Communication Systems)
Phone 09131-85-27697, Fax 09131-85-27409, E-Mail: marco.pruckner@fau.de

Pommer, Michael (Fraunhofer)

Description:
Das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT) betreibt angewandte Forschung, entwickelt innovative Technologien für öffentliche und industrielle Auftraggeber und setzt diese in marktfähige Produkte und Verfahren um. Die Abteilung Energietechnik bietet im Themengebiet Energiesystemanalyse ab 01.08.2016 eine Masterarbeit zum Thema »Erstellung eines regionalen, strombasierten Mobilitätsmodells mit Matlab Simulink«. Ziel der Arbeit ist die Erstellung eines Mobilitätsmodells auf Basis direkter Stromverwendung im Bereich des städtischen, individuellen Personenverkehrs. Dabei sollen innovative, zukünftige Technologien untersucht und abgebildet werden. Es kann auf einer umfangreichen Literatur- und Datenbasis sowie einem bestehenden Modell zum öffentlichen Personennahverkehr aufgebaut werden.

Welche Aufgaben Sie bearbeiten
• Analyse der vorhandenen Literatur sowie Recherche weitergehender, spezifischer Literatur
• Recherche von Technologiedaten sowie erprobten und zukünftigen Mobilitätskonzepten
• Entwicklung und Erprobung eines Simulationsmodells zur Kopplung des motorisierten Individualverkehrs mit dem Stromsektor
• Erarbeitung von Schnittstellen an das vorhandene ÖPNV-Modell

Was Sie erwarten können
• ein freundliches und kreatives Arbeitsklima
• ein innovatives Forschungsumfeld mit Industrienähe
• Gestaltungsfreiraum in der Forschung

Die Stelle kann nicht vergütet werden und ist auf 6 Monate befristet.

Fragen zu dieser Position beantworten Ihnen gerne:
Herr Prof. Dr.-Ing. Marco Pruckner, Tel.: 09131/8527697, marco.pruckner@fau.de
Herr M.Sc. Michael Pommer, Tel.: 09661/908437, michael.pommer@umsicht.fraunhofer.de

Bitte senden Sie Ihre Bewerbung per E-Mail an Herrn Pommer. Bewerbungsfrist: 01.07.2016

Assumed lectures or skills:
Was Sie mitbringen
  • Sie studieren Energietechnik, Maschinenbau, Informatik oder eine vergleichbare Fachrichtung.

  • Sie haben Freude am konzeptionellen Arbeiten sowie der Beschäftigung mit innovativen Technologien und zukünftigen Entwicklungen.

  • Sie können erste Erfahrungen mit Modellierungssoftware, idealer Weise mit Matlab-Simulink, vorweisen und haben Interesse am Programmieren.

Progress status:
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Experimentelle Analyse der Performanz industrieller Switche unter Verwendung von Network Calculus

Thesis category:
Master Thesis
Supervisors:
Hielscher, Kai-Steffen Jens
Chair of Computer Science 7 (Computer Networks and Communication Systems)
Phone +49 9131 85 27932, Fax +49 9131 85 27409, E-Mail: kai-steffen.hielscher@fau.de

Kerschbaum, Sven (Sven.Kerschbaum@siemens.com)

Description:
Im Rahmen der Diplom- oder Masterarbeit soll zunächst ein geeignetes System zum Messen der Performanz industrieller Switche erarbeitet werden. Anschließend soll beispielhaft die Performanz eines industriellen Switches gemessen und auf Basis bekannter Network Calculus Modelle analysiert werden.
Keywords:
Industrielle Netze, Switche, Quality of Service, Network Calculus, Min-Plus Algebra, experimentelle Messungen
Progress status:
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Integration einer standard-basierten Middleware für verteilte Simulationen in SimTAny Framework

Thesis category:
Studien-/Bachelor-/Diplom-/Masterarbeit
Supervisors:
Deitsch, Anna
Chair of Computer Science 7 (Computer Networks and Communication Systems)
Phone 09131-85-27931, Fax 09131-85-27409, E-Mail: anna.deitsch@fau.de

Alagöz, Ibrahim
Chair of Computer Science 7 (Computer Networks and Communication Systems)
Phone 09131-85-27931, Fax 09131-85-27409, E-Mail: Ibrahim.Alagoez@fau.de

Description:
Neben generischen Middlewarelösungen für die Steigerung der Ausführungsgeschwindigkeiten einer Simulation und für die Integration von Teilsimulationen zu komplexeren Simulationen existieren spezielle Integrationsframeworks wie das IEEE-Standard High-Level Architecture (HLA). Diese bieten Lösungen um verschiedenartige Simulations- Animations- und Supporttools miteinander zu vernetzen bzw. zu koppeln. Insbesondere unterstütz HLA die Simulation von heterogenen Systemen. Das SimTAny Framework, welches am Lehrstuhl 7 entwickelt wird, unterstützt die Erstellung von Systemmodellen und deren Simulation in der OMNeT++ Umgebung. Die Simulation von Systemmodellen in früheren Entwicklungsphasen dient der frühen Absicherung funktionaler und nicht-funktionaler Anforderungen. Auf Basis des HLA Konzeptes soll das Potential vom SimTAny Framework zur Validierung heterogener komplexer Simulationen untersucht werden.

Ziele und Teilaufgaben:
Für diese Arbeit sollen folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:

  • Einarbeitung: SimTAny, Diskrete-Event Simulation (DES) und IEEE-Standard HLA

  • Konzeption von Strategien zur Integration von HLA in die vorhandene SimTAny Werkzeugumgebung

  • Implementierung von HLA-Schnittstellen für Teilsimulation in OMNeT++ und MATLAB anhand eines geeignetes Beispiels

  • Persistierung der Simulationsergebnisse für Analyse-, Monitoring- und Visualisierungsdiensten

Assumed lectures or skills:
  • Programmierspachen: Java, C/C++
  • Freude an der selbstständigen lösungsorientierten Arbeit

Keywords:
Discrete-Event Simulation, Verteilte Simulation, Heterogene Systeme
Progress status:
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Masterarbeit bei BMW: Ereignisgesteuerte Versendung auf Automobilnetzwerken (BMWevNet)

Thesis category:
Master Thesis
Supervisors:
Hielscher, Kai-Steffen Jens
Chair of Computer Science 7 (Computer Networks and Communication Systems)
Phone +49 9131 85 27932, Fax +49 9131 85 27409, E-Mail: kai-steffen.hielscher@fau.de
Description:
Um Informationen zwischen Fahrzeugfunktionen auszutauschen, können Steuergeräte auf Kommunikationsnetzwerken sowohl zyklisch als auch ereignisgesteuert die notwendigen Daten an andere Empfänger senden. Dabei ist die Modellierung von ereignisgesteuerten Mustern mit mehr Problemen behaftet, oft wird eine Entprellzeit als Pseudozykluszeit für die Analyse und Simulation angenommen. Das führt in der Regel aber zu einer Überabschätzung der Informationsmenge und Übertragungshäufigkeit und somit zu nicht realistischen Vorhersagen.
Aufgabenstellung:
Ziel der Abschlussarbeit ist sowohl die Ermittlung, die Modellierung von ereignisgesteuerten Mustern auf verschiedenen Automobilnetzwerken (CAN, FlexRay, Ethernet) als auch deren prototypische Softwareimplementierung in industriell genutzten Simulations- und Analysewerkzeugen.

Detaillierung:

  • Ableitung von Mustern der Versendung von ereignisgesteuerten Nachrichten aus Traces unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen, auf unterschiedlichen Netzwerken (CAN, FlexRay, Ethernet), unter unterschiedlichen Steuergeräte-Sende-Charakteristiken und bei verschiedenen Fahrzeugen.

  • Herausarbeiten von Unterschieden in der Versendung ereignisgesteuerter Nachrichten zwischen signalbasierten und service-orientierten Netzwerken.

  • Ermittlung und Eliminierung von pseudozyklischen Nachrichten.

  • Erstellung und Modellierung von relevanten Mustern.

  • Prototypische Implementierung der Modelle (z.B. in SymtaVision Symta/S) für Last-, WCRT- und Offset-Analyse/-Simulation und Ermittlung der Relevanz im Vergleich mit der Fahrzeugimplementierung.

Keywords:
ereignisgesteuerte Nachrichten, Automobil, Netzwerk, Trace-Analyse, Simulation
Progress status:
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Masterarbeit bei BMW: Semi-Automatische Generierung FlexRay-Schedule (BMWautFR)

Thesis category:
Master Thesis
Supervisors:
Hielscher, Kai-Steffen Jens
Chair of Computer Science 7 (Computer Networks and Communication Systems)
Phone +49 9131 85 27932, Fax +49 9131 85 27409, E-Mail: kai-steffen.hielscher@fau.de
Description:
Ziel dieser Masterarbeit ist die Entwicklung und Software-Implementierung eines semi-automatischen Verfahrens zur Generierung solcher Nachrichten-Schedules für den FlexRay-Bus. Die Erstellung eines Nachrichten-Schedules stellt ein komplexes Optimierungsproblem dar, verschie-dene Optimierungskriterien müssen bei der Erstellung des Schedules berücksichtigt werden. Das Ergebnis des zu entwickelnden Scheduling-Algorithmus kann daher nur ein angenähertes Ergebnis sein, das eine möglichst minimale Menge von Vorschlägen für einen FlexRay-Schedule liefert. Zur Erreichung des Ziels müssen die folgenden Meilensteine erreicht werden:
  • Identifikation aller Parameter, die den Nachrichten-Schedule beeinflussen können

  • Aus den identifizierten Parametern, Ableitung von Optimierungskriterien für den Nachrichten-schedule

  • Formalisierung der Optimierungskriterien, so daß diese als Eingangsgröße für eine semi-auto-matische Schedule-Erzeugung genutzt werden können.

  • Beschreibung/Definition eines Verfahrens zur Erzeugung eines Schedule-Vorschlags: Optimierungskriterien müssen, wenn sinnvoll, gewichtet werden können, Schedulingverfahren muß berücksichtigen, daß der FlexRay-Bus nicht leer ist, d.h. Nachrichten sind bereits auf dem Bus vorhanden

  • Das in Schritt 4 beschriebene Verfahren soll prototypisch implementiert und in ein bestehendes Analysetool integriert werden.

Das zu implementierende Verfahren ist anhand von realen Bordnetz-Daten der BMW-AG zu evaluieren.

Keywords:
FlexRay, Schedule, Optimierung
Progress status:
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Modellierung einer Wärmepumpenheizung für Haushalte mit AnyLogic

Thesis category:
Master Thesis
Supervisors:
German, Reinhard
Chair of Computer Science 7 (Computer Networks and Communication Systems)
Phone +49 9131 85 27916, Fax +49 9131 85 27409, E-Mail: reinhard.german@fau.de
Progress status:
The thesis is still available for assignment.


Modellierung und Simulation von Energiesystemen

Thesis category:
Diplom-/Masterarbeit
Supervisors:
Pruckner, Marco
Chair of Computer Science 7 (Computer Networks and Communication Systems)
Phone 09131-85-27697, Fax 09131-85-27409, E-Mail: marco.pruckner@fau.de
Description:
Im Rahmen der Diplom- oder Masterarbeit können Fragestellungen rund um das Projekt "Energiesystemanalyse Bayern" beantwortet werden. Das Projekt befasst sich mit der Modellierung und Simulation des bayerischen Energiesystems. Die Modellierung und Simulation konventioneller Kraftwerke, fluktuierender Stromerzeuger und Stromspeicher stehen im Vordergrund. Energiewirtschaftliche Rahmenbedingungen sollen dabei berücksichtigt werden. Mögliche Fragestellungen:
  • Modellerweiterungen, um den Kraftwerkseinsatz für Gesamt-Deutschland in aggregierter Form abzubilden

  • Modellierung der Stromhandelbörse oder von Regelenergiemärkten

  • Modellierung und Simulation von erneuerbaren Energieträgern (Wind- und Sonnenenergie)

  • Prognosemodelle

Nähere Informationen erhalten Sie in einem persönlichen Gespräch.

Keywords:
Modellierung von Energiesystemen, Simulation, Smart Grid, Zeitreihenanalyse, stochastische Modellbildung
Progress status:
The thesis is still available for assignment.


Modellierung von Energiesystemkomponenten mit AnyLogic

Thesis category:
Bachelor Thesis
Supervisors:
Bazan, Peter
Chair of Computer Science 7 (Computer Networks and Communication Systems)
Phone +49 9131 85 27414, Fax +49 9131 85 27409, E-Mail: Peter.Bazan@fau.de
Description:
Im Rahmen der Bachelorarbeit soll ein Simulationsmodell einer ausgewählten Energiesystemkomponente erstellt werden. Zur Auswahl stehen zum Beispiel Wärmepumpen, Mehrschichtspeicher oder Windkraftanlagen. Dabei soll das System mittels einfacher elektrischer und/oder thermischer Energieflüsse modelliert werden. Die Umsetzung geschieht in AnyLogic mittels System Dynamics Modellen für die Energieflüsse und State Charts für die Steuerentscheidungen. Die Modelle werden für den am Lehrstuhl entwickelten Simulationsbaukasten i7AnyEnergy benötigt. Dieser ermöglicht die einfache Modellierung und Simulation von Hausverbünden (Smart Grids) mit Energieverbrauchern und Energieerzeugern unter besonderer Berücksichtigung erneuerbarer Energien.
Keywords:
Modellierung von Energiesystemkomponenten, Elektrische Energie, Thermische Energie, Simulation, System Dynamics, State Charts, AnyLogic
Progress status:
The thesis is still available for assignment.


MQTT als flexible Schnittstelle im Bereich erneuerbare Energien

Thesis category:
Master Thesis
Supervisors:
German, Reinhard
Chair of Computer Science 7 (Computer Networks and Communication Systems)
Phone +49 9131 85 27916, Fax +49 9131 85 27409, E-Mail: reinhard.german@fau.de

Luchscheider, Philipp
Chair of Computer Science 7 (Computer Networks and Communication Systems)
Phone +49 9131 85 27993, Fax +49 9131 85 27409, E-Mail: philipp.luchscheider@fau.de

Description:
Projekt Smart Grid Solar Das Projekt „Smart Grid Solar“ entwickelt in Hochfranken Methoden und Technologien, mit denen der erneuerbare Stromanteil (und insbesondere der Photovoltaikstrom-Anteil) am bayerischen Erzeugungsmix erhöht und nachhaltig in eine Vollversorgung überführt werden kann. Um dieses Ziel zu erreichen, wird der optimale Einsatz verschiedener Komponenten (Erzeugung, Speicher, Verbraucher) auf einem Testfeld gemeinsam erprobt. Die bereits in Betrieb genommenen Komponenten verschiedener Hersteller müssen hierfür in einer zentralen Logik verarbeitet werden. Zum Datenaustausch ist hierfür das Protokoll MQTT vorgesehen, welches sich durch seine leichte Protokollarchitektur und die flexiblen Einsatzmöglichkeiten qualifiziert. In der Arbeit sollen hierfür die Grundlagen in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl Informatik 7 erarbeitet und vor Ort angewandt werden. Die Arbeit bietet darüber hinaus die Möglichkeit, sich in Themen aus dem Bereich der erneuerbaren Energien einzuarbeiten und Ideen ins interdisziplinäre Team einzubringen. Eine zumindest zeitweise Anwesenheit in Hof ist erwünscht. Eine Vergütung der Aufenthalte in Hof ist möglich.

Thema der Arbeit

  • Theoretische Vorbetrachtungen zum Protokoll MQTT

  • Aufstellen eines Schemas für MQTT-Topics

  • Anbindung der realen Komponenten an den MQTT Broker

Assumed lectures or skills:
Anforderungsprofil:
  • Studium im Bereich der Ingenieur- oder Naturwissenschaften (insb. der Informatik)

  • Selbständige Arbeitsweise (in Erlangen und Hof/Arzberg)

Beginn: ab sofort in Erlangen und am Standort Hof.

Kontakt:
ZAE Bayern
Dr.-Ing. Philipp Luchscheider
c/o Stadtwerke Hof
Unterkotzauer Weg 25
95028 Hof
+49 9131 9398-404
Philipp.Luchscheider@zae-bayern.de

Keywords:
Smart Grid Solar
Progress status:
The thesis is still available for assignment.


Software Defined Networking for Time-Critical Smart Grid Applications

Thesis category:
Studien-/Bachelor-/Diplom-/Masterarbeit
Supervisors:
Awad, Abdalkarim
Chair of Computer Science 7 (Computer Networks and Communication Systems)
Phone +49 ( 91 31 ) 85 - 2 79 14, E-Mail: abdalkarim.awad@cs.fau.de
Description:
Description: Building and maintaining efficient data communication networks can be done either by continuously installing very expensive and up-to-date network elements (e.g. the newest switch with highest capabilities) or using intelligence. Software Defined Networking (SDN) presents a new paradigm for networking. It separates the data plan, from control plan and hence the intelligence in the network can be easily updated or modified. For instance, it will be possible to react very quickly to any situation in the network (e.g., failure of a switch). The intelligence of the network is done on the so-called controller, which could be a computer outside the network. This way, it will be possible to build an efficient network from relatively cheap network elements (e.g. SDN-enabled Switches).

Tasks: The main goal of this work is to implement a simulation model of an SDN network. Then a typical time-critical smart grid scenario will be implemented and explored. The simulation model will be implemented in the SDN simulator, Mininet.

Assumed lectures or skills:
C++ is preferable
Further information
Progress status:
The thesis is still available for assignment.


Stand-alone SkyNet Base Station Including an Anemometer

Thesis category:
Master Thesis
Supervisors:
Eckert, Jürgen
Chair of Computer Science 7 (Computer Networks and Communication Systems)
Phone +49 9131 85 27930, Fax +49 9131 85 27409, E-Mail: juergen.eckert@fau.de
Further information
Keywords:
Ad-hoc Network,; Base Station; Anemometer;
Progress status:
The thesis is still available for assignment.


SWARM - Simulativer Vergleich verschiedener elektrischer Speicherkonzepte

Thesis category:
Studien-/Bachelor-/Diplom-/Masterarbeit
Supervisors:
German, Reinhard
Chair of Computer Science 7 (Computer Networks and Communication Systems)
Phone +49 9131 85 27916, Fax +49 9131 85 27409, E-Mail: reinhard.german@fau.de

Steber, David
Chair of Computer Science 7 (Computer Networks and Communication Systems)
Phone 0 91 31 85 - 2 79 07, Fax +49 9131 85 27409, E-Mail: david.steber@fau.de

Description:
Im Rahmen des Kooperationsprojekts der N-ERGIE Aktiengesellschaft Nürnberg) und der Caterva GmbH (Pullach/München) mit dem Projekttitel „SWARM“ sollen technische und ökonomische Fragestellungen analysiert werden, die sich unter anderem mit der wirtschaftlichen und netzverträglichen Betriebsweise eines virtuellen Batteriespeichers, bestehend aus 65 einzelnen Batteriespeichersystemen in der Niederspannungsebene beschäftigen. Dabei wird der virtuelle Batteriespeicher zur Erbringung von Primärregelleistung im europäischen elektrischen Verbundnetz sowie die einzelnen Batteriespeichersysteme zur Steigerung des PV-Eigenverbrauches in Haushalten eingesetzt. Der Lehrstuhl für Informatik 7 hat hierfür zeitlich hochaufgelöste Simulationen eines Systems von dezentralen koordinierten elektrischen Kleinspeichern erstellt. Diese berücksichtigen stochastische Lastprofile, wetterabhängige photovoltaische Stromerzeugung, Batterien, Steueralgorithmen, die Erbringung von Primärregelleistung sowie verbundene Geldflüsse. Dies ermöglicht die Analyse des ökonomischen Nutzens sowohl für beteiligte Privathaushalte als auch für das gesamte System und die Abschätzung technischer Auswirkungen.

Inhalt der Abschlussarbeit
Ziel der Arbeit ist die Untersuchung einer Variante der im Feld befindlichen Batteriespeichersysteme. Dazu soll das bestehende Konzept eines kombinierten Kleinspeichers gegenüber dem zweier getrennter Kleinspeicher (einer für die Erbringung von Primärregelleistung und einer für die Speicherung von PV-Strom) simulativ miteinander verglichen werden. Ersteres ist bereits in einem Simulationsmodell umgesetzt, in das ein entsprechendes Modell der getrennten Batteriespeicher zu implementieren ist. Das bestehende und zu erweiternde Simulationsmodell wurde in der Simulationsumgebung AnyLogic (Java) implementiert. Hiermit sind beide Konzepte des virtuellen Großspeichers zu simulieren und über geeignete technische und ökonomische Zielgrößen voneinander abzugrenzen.

Assumed lectures or skills:
Anforderungsprofil:
-Studierende(r) im Bereich der Informatik, Ingenieurwissenschaften oder Naturwissenschaften -Interesse an und erste Erfahrungen mit den Themenbereichen der Erneuerbaren Energien sowie Simulation und/oder Programmierung -Selbstständige und gewissenhafte Arbeitsweise
Keywords:
Speicherkonzepte, SWARM, Energie
Progress status:
The thesis is still available for assignment.

Teaching newsRSS

Teaching overview

Kolloquiumsvortrag: 28. März 2017, Christian Meyer

Testmanagement-Anwendung zur zentralisierten Testergebnisverarbeitung

  RESERVIERT

Published on 2017-02-20 20:29:43 (Permalink)

Kolloquiumsvortrag: 7. Februar 2017: kein Termin möglich!

Published on 2017-01-23 12:50:11 (Permalink)

Kolloquiumsvortrag: 31. Januar 2017, Dominic Stellwag

USB-PPS: Messung der Interruptlatenz über USB

Ein PPS (Puls-Per-Second)-Signal ist ein hochpräzises Signal mit einer Frequenz von exakt einem Hertz. Computer-Systeme können dieses Signal aufnehmen und damit ihre eigne Uhr durch dieses externe Zeitsignal disziplinieren. Die Aufnahme erfolgt traditionell über eine serielle, parallele oder GPIO Schnittstelle, moderne Computer besitzen allerdings zunehmend ausschließlich eine USB Schnittstelle. Die einfache Übermittlung des PPS-Signals über USB bringt jedoch für die Genauigkeit des Signals nicht tolerierbare Zeiteffekte (Jitter) mit sich. Im Zuge dieser Arbeit wurde es erreicht, durch die Messung der Signallaufzeit und deren Berücksichtigung bei der Zeitstempelung, die Zeiteffekte zu minimieren und letztlich ein gültiges PPS Signal über die USB Schnittstelle zu generieren. Es wurden dafür ein USB-Device als auch ein USB-Host (Treiber) entwickelt und programmiert. A PPS (Pulse-Per-Second) signal is a high-precision signal with a frequency of exactly one Hertz. Computer systems may accept it as an external signal to discipline their internal clock. The delivery of the signal is traditionally done over the serial, parallel or GPIO interface. At the same time, increasingly modern computer hardware is exclusively equipped with a USB interface. However, the USB communication introduces some intolerable timing effects (jitter) to the original PPS signal. With this research effort, an attempt has been made to measure the transmission delay and have it reflected in the timestamping of PPS events. Eventually, it was possible to generate a viable PPS signal over USB. For this purpose, both a USB device and a USB host (driver) have been developed and programmed.   Ort: Raum 04.137, Martensstr. 3, Erlangen Zeit: 10:15

Published on 2017-01-16 10:38:42 (Permalink)

SaM1: Java introduction on 10. November

During the supervised computer hours on Thursday 10. November a brief introduction to the Java programming language will be given. This introduction is addressed to the students without any Java programming skills.

Published on 2016-11-03 15:41:14 (Permalink)

Kolloqiuumsvortrag, 19. April: Raed Kassem

Title: Simulation-Based Performance Analysis of Communication-Enabled Smart Grid Applications Abstract: Conservation Voltage Reduction, or CVR, is an important technology for saving energy. It aims to reduce the electricity consumption by lowering the service voltage to the lowest possible values. lowering the voltage must be done in a controlled manner in order to guarantee acceptable voltage at all customers along the distribution feeder and under all load conditions. The main goal of this work is to implement the necessary functions for simulating a working version of a CVR application and testing its effect on energy consumption along a distribution feeder. For this purpose, the communication framework OMNeT++ and the power system simulator OpenDSS have been related in order to control power system elements based on measured data transmitted over the communication network. A wireless communication system has been implemented in OMNeT++ between customer houses and the substation. Real-time voltage values are measured periodically at the houses and sent to a controller unit at the substation. Based on theses values the controller decides whether to lower the output voltage at the substation’s transformer. In addition, radial distribution feeders have been implemented to be a testing field for the CVR application. The results showed that on a feeder of ten houses with residential loads an energy saving of 3.4% could be achieved when applying CVR. The energy saving increases significantly while decreasing the distance between loads or with the presence of distributed generation.

Published on 2016-04-12 11:22:49 (Permalink)