VILLAS – Virtually Interconnected Laboratories for LArge systems Simulation/emulation

 

VILLAS entwickelt eine Methodologie zur virtuellen Verknüpfung von Hardware und Software Komponenten und Systemen aus geographisch verteilten Instituten der RWTH Aachen und des Forschungszentrums Jülich. Die RWTH Aachen und das Forschungszentrum Jülich sind bereits Partner innerhalb der Jülich-Aachen Research Alliance (JARA), welche die Expertise der beiden Institutionen in fortschrittlichen Forschungsgebieten integriert. In diesem Zusammenhang wird im Rahmen der interdisziplinären Initiative JARA-Energy, welche kooperative Lösungen für die nachhaltige Energieversorgung der Zukunft entwickelt, im Projekt VILLAS die Integration von Forschungsinfrastrukturen betrieben, um darauf aufbauende weitere Forschungstätigkeiten zu unterstützen.

  Villas setup Urheberrecht: Institut ACS, RWTH Aachen VILLAS Prototyp

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Steffen Vogel

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Steffen Vogel

Team Simulation Infrastructure and HPC

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Stevic, Marija

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Marija Stevic

Team Modeling, Simulation and HiL Methods

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VILLAS beinhaltet sowohl Grundlagenforschung als auch deren praktische Anwendung, von Systemebene bis zur Komponentenebene innerhalb des Energiesektors. VILLAS hat zum Ziel, über die Integration der Forschungsinfrastruktur individuelle Kompetenzen und hervorragende Einrichtungen zusammenzubringen, zur Ermöglichung von koordinierter interdisziplinärer Forschung. Die VILLAS Forschungsinfrastruktur besteht aus der virtuellen Verknüpfung der Laboreinrichtungen der einzelnen Institute über ein Kommunikationsmedium. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, sie im Verbund in verschiedenen Experimenten zu nutzen, unabhängig von ihrer jeweiligen geographischen Lage. Um dies zu erreichen, werden die Forscher innerhalb von VILLAS ein Set an VILLAS Schnittstellen und VILLAS Dienstleistungen zur flexiblen Integration von Hardware und Software Komponenten entwickeln.

Die virtuelle Integration der Einrichtungen über Kommunikationsmedien in einer transparenten und flexiblen Art und Weise stellt eine Herausforderung in sich selbst dar. Des Weiteren bringt die Diversität der Labore sowie die unterschiedliche und breite Expertise der einzelnen involvierten Gruppen zusätzliche Herausforderungen mit sich. Um diese zu meistern, wird die VILLAS Forschungsinfrastruktur in zwei Phasen entwickelt. Die derzeit laufende Phase I stellt eine Lernphase dar, in der Wissen und Erfahrungen für Phase II gesammelt werden. Die geplante Phase II beinhaltet dann das Design und die Entwicklung des VILLAS Konzeptes in großem Maßstab, um alle verfügbaren Einrichtungen zu verknüpfen und bestmöglich zu nutzen.

In Phase I wird die gesamte Infrastruktur spezifiziert und eine Proof-of-Concept Demonstration wird durchgeführt. Die Spezifikation der VILLAS Infrastruktur bezieht sich auf verfügbare Hardware und Software als auch auf typische Anwendungen der verschiedenen Einrichtungen mit dem Ziel, die Gesamtheit der Infrastrukturmöglichkeiten und der Use Cases darzustellen. In diesem Rahmen sind 11 Institute der RWTH und des FZJ in Phase I involviert. Unter ihnen stellen die Institute ACS, EBC und PGS die E.ON ERC Infrastruktur zur Verfügung. Insbesondere wird auf die Bedürfnisse und das Potenzial zur Erweiterung der vorhandenen einzelnen Infrastrukturen durch Szenarios in großem Maßstab wertgelegt, in Bezug auf Untersuchungen auf Systemebene sowie interdisziplinäre Ansätze, welche für eine einzelne Institution alleine nicht möglich wären. Gleichzeitig werden in Phase I die Herausforderungen und Hindernisse zur Entwicklung der virtuell verknüpften Forschungsumgebung analysiert, welche durch die Diversität der involvierten Einrichtungen entstehen.

VILLAS wird in der Phase I einen Prototypen des im Bild gezeigten Konzeptes für eine Proof-of-Concept Demonstration entwickeln. Dieser vorläufige Prototyp involviert drei Einrichtungen – das Echtzeit-Simulations-Labor bei ACS, der High-Power Prüfstand von PGS sowie das Center for Wind Power Drives (CWD). Des Weiteren beinhaltet der Prototyp eine Cloud Plattform zur Ermöglichung von übergeordneten Diensten wie online und remote Monitoring zur Ausführung von Experimenten. Eine Nutzerschnittstelle erlaubt das Post-Processing von Simulationsergebnissen zur weiteren Analyse sowie zur Definition von spezifischen Simulationsmodellen. Der Prototyp wird die Anwendbarkeit sowie die einzigartigen Vorzüge des VILLAS Konzeptes zeigen, indem eine multi-terminal virtuelle Infrastruktur sowie flexibles Monitoring der Experimente ermöglicht wird.

Dieses Projekt wird von JARA-ENERGY finanziell unterstützt. Die Jülich-Aachen Research Alliance (JARA) ist eine Initiative der RWTH Aachen und des Forschungszentrums Jülich.

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Newsmeldungen

 
13.09.2018

In einer gemeinsamen Arbeitstagung, lud das ERIGrid Konsortium am Donnerstag den 13ten September das Institut ACS zu OFFIS nach Oldenburg ein. In zwei Teilen präsentierten ACS und das ERIGrid Projekt ihre Forschungsaktivitäten im Bereich der Laborvernetzung und verteilter Co-Simulation. Prof. Monti begann mit einer Einführung in das VILLAS Konzept, gefolgt von Marija Stevic mit Anwendungen verteilter Echtzeit Co-simulation und Steffen Vogel, der die Architektur des VILLASframeworks vorstellte. Außerdem nutzte Prof. Monti als Beirat des Projektes die Gelegenheit den Teilnehmern Feedback zum aktuellen Fortschritt der Aktivitäten JRA2-4 zu geben. Abschließend wurden neue Themen für die zukünftige Zusammenarbeit sowie Ideen für ein Nachfolgeprojekt ERIGrid-II identifiziert. Wir danken Thomas Strasser in seiner Rolle als ERIGrid Projektkoordintator für seine Einladung und freuen uns auf die zukünftige Zusammenarbeit. Weitere Informationen sind unter dem Link zu finden.