Third party funded individual grant
Acronym: GE 1053/9-1
Start date : 01.07.2022
End date : 30.06.2026
In transmission systems, a dedicated and high-performance communication infrastructure allows a parallel execution of communication-intensive functions and services. In the course of the expansion of renewable energies at lower voltage levels of the distribution networks and the shift of system responsibility to (operators of) these plants and systems, similar functions and services must also be implemented at the distribution network level in Smart Grids – so-called Smart Grid Services (SGSs).
In this project, we will therefore conduct research on online reconfiguration methods based on a two-step QoS-provisioning approach: At a first level, discrete optimization is used to find an allocation of SGSs to available servers and allocation of flows to paths through the communication network based on a topological view of the compute, storage, and communication facilities. At a second level, Network Calculus is used to ensure analytically that all critical SGSs can meet their QoS requirements. The overall effect of the two-step approach will then be assessed by simulation.
FAU will be mainly considering the networking and QoS aspects in this cooperation, while Oldenburg University will concentrate on the effects on the energy network and the reconfiguration of the Smart Grid Services.
In Übertragungsnetzen ermöglicht eine dedizierte und leistungsfähige Kommunikationsinfrastruktur eine gleichzeitige Ausführung kommunikationsintensiver Funktionen und Dienste. Durch den Ausbau erneuerbarer Energieanlagen auf Nieder- und Mittelspannungsebene und der dadurch notwendigen Verlagerung der Systemverantwortung hin zu diesen Anlagen und deren Betreibern müssen vergleichbare Funktionen und Dienste – sogenannte Smart Grid Services (SGSs) – auf Verteilnetzebene umgesetzt werden. In diesem Projekt werden Methoden zur Online-Rekonfiguration des Kommunikationsnetzes auf Verteilnetzebene erforscht, die auf einem zweistufigen Ansatz für QoS-Bereitstellung basieren: Im ersten Schritt wird eine diskrete Optimierung verwendet, um auf der Basis einer topologischen Sicht auf die Rechen-, Speicher- und Kommunikationsressourcen eine Zuordnung von SGSs auf verfügbare Server und eine Flow Allocation im Kommunikationsnetzwerk zu finden. Im zweiten Schritt wird Network Calculus genutzt, um analytisch sicherzustellen, dass alle kritischen SGSs ihre QoS-Anforderungen erfüllen können. Der Effekt des zweistufigen Ansatzes für QoS-Bereitstellung wird dann simulativ evaluiert.
Die FAU konzentriert sich in der Kooperation vorwiegend aus die Kommunikations- und QoS-Aspekte, während die Universität Oldenburg in enger Zusammenarbeit überwiegend die Auswirkungen auf das Energienetz und die Rekonfiguration der Smart Grid Services betrachtet.