Neue Energie aus Wuppertal / Prädiktive Regelung und Optimierung eines Oberleitungsbussystems

Die vorliegende Dissertationsschrift reiht sich in dem Themenkomplex der hochaktuellen Entwicklungen und Diskussionen rund um die Energie- und Mobilitätswende ein. Ausgehend von den gegenwärtigen, energiepolitischen und klimabezogenen Zielen wird den bestehenden Energieversorgungs- und Verkehrssystemen eine wesentliche Rolle im Kontext der voranschreitenden Transformationsprozesse zugesprochen. Für die Entwicklung zukunftsfähiger und nachhaltiger elektrischer Verkehrssysteme, bedarf es einer vollständigen Dekarbonisierung. Dies kann insbesondere im Fall von bestehenden Verkehrssystemen durch den Einsatz innovativer und intelligenter Technologien begünstigt werden. Im vorliegenden Fall des Oberleitungsbussystems repräsentiert der Prozess der Dekarbonisierung den sukzessiven Austausch konventioneller Oberleitungsbusse durch Batterieoberleitungsbusse. Im Gegensatz zu den Oberleitungsbussen, verfügen die Batterieoberleitungsbusse über eine Traktionsbatterie statt eines Dieselhilfsmotors und bewältigen somit oberleitungsfreie Abschnitte vollständig emissionsfrei. Dies ist jedoch von einer neuen Herausforderung geprägt: Traktionsbatterien müssen während der Fahrt unter der Oberleitung geladen werden. Das kann aufgrund des gleichzeitigen Bezugs von Antriebsleistung zu einer erhöhten und teils kritischen, elektrischen und thermischen Belastung der Oberleitungsinfrastruktur führen. Vor dem Hintergrund des Smart Grid-Ansatzes wird in der vorliegenden Arbeit die algorithmische Entwicklung einer prädiktiven Regelung und Optimierung für ein Oberleitungsbussystem beschrieben. Durch den zweckdienlichen Einsatz neuartiger Methoden und Netzteilnehmer wird eine sichere Betriebsführung ermöglicht. Ausgehend von der Charakteristik des Oberleitungsbussystems und den damit verbundenen Herausforderungen, wird der generische Entwicklungsprozess eines zentralen Netzautomatisierungssystems beleuchtet, welches als ergänzende Komponente eines Netzleitsystems eingesetzt werden soll.