Fachgebiet Elektrische EnergieversorgungLehre
Studien- & Abschlussarbeiten

Studien- und Abschlussarbeiten

Die Mitarbeitenden im Fachgebiet Elektrische Energieversorgung suchen fortlaufend Studierende für die Bearbeitung von Labor-, Studien- und Abschlussarbeiten zu aktuellen Forschungsthemen der Elektrischen Energieversorgung. Für die Bearbeitung der studentischen Arbeiten stehen im Fachgebiet eine ausreichende Anzahl mit studentischen Arbeitsplätzen zur Verfügung.

Durch die fortschreitende Forschung entwickeln sich mögliche Aufgabenstellungen ständig weiter. Bei Interesse an einer Arbeit zu einem speziellen Forschungsbereich füllen Sie bitte die "Anfrage zu studentischen Arbeiten" aus.

Die nachfolgende Liste stellt lediglich eine Auswahl der möglichen Themen dar.

AUSWAHL AKTUELLER THEMEN

  • Dezentrale Bereitstellung von Systemdienstleistungspotentialen aus der Verteilnetzebene unter Neugestaltung vertikaler Netzbetreiberinteraktionen

    In Folge der steigenden Integration dezentraler Erzeugungsanlagen in das Elektroenergiesystem kommt es in kritischen Netzsituationen bereits heutzutage zu einer Ausreizung der für die Gewährleistung einer sicheren Energieversorgung benötigten konventionellen Systemdienstleistungskapazitäten.

    Wirkleistung P→ Frequenzhaltung, Blindleistung Q→ Spannungshaltung

    Mögliche Quellen für die fehlenden betrieblichen Freiheitsgrade stellen flexibilitätsbereitstellende Einheiten aus der Verteilnetzebene dar. Eine dezentrale Bereitstellung von Systemdienstleistungspotentialen erfordert jedoch eine Intensivierung der Übertragungs- und Verteilnetzbetreiberkooperationen (ÜNB, VNB) an den vertikalen Systemschnittstellen zwischen den Netzebenen. Im Rahmen hierarchischer Netzregelungsstrategien wird dazu das Wirk- und Blindleistungsflexibilitätspotential der unteren Spannungsebenen an den vertikalen Systemschnittstellen aggregiert und auf Basis dessen der individuelle Flexibilitätsbedarf vom überlagerten Netzbetreiber spezifiziert (Index: sp).

    Kontakt: Marcel Sarstedt

  • Berücksichtigung von Schaltzustandsoptimierungen im Security-Constrained-Optimal-Power-Flow

    Für den optimalen Betrieb des Elektroenergiesystems werden verschiedene Security-Constrained-Optimal-Power-Flow-Methoden (SCOPF-Methoden) angewendet. Hierbei werden über eine Zielfunktion bspw. Kraftwerkseinsatzkosten und Netzverluste minimiert, wobei Sicherheitsnebenbedingungen wie bspw. Spannungsbänder und Stromgrenzwerte einzuhalten sind. Als Optimierungsparameter stehen üblicherweise die Wirk- und Blindleistungen der Kraftwerke und weitere Parameter wie bspw. Transformatorstufen zur Verfügung. Im Rahmen dieser Masterarbeit sollen Ansätze zur Berücksichtigung von Schaltzuständen von Leitungen und Transformatoren recherchiert und verglichen werden. In diesem Zusammenhang sind ebenso die Schaltzustände von Sammelschienen (-trennung/-kupplung) zu berücksichtigen.

    Kontakt: Dr. Thomas Leveringhaus

  • Berücksichtigung von Hochspannungsgleichstromübertragungen im Security-Constrained-Optimal-Power-Flow

    Für den optimalen Betrieb des Elektroenergiesystems werden verschiedene Security-Constrained-Optimal-Power-Flow-Methoden (SCOPF-Methoden) angewendet. Hierbei werden über eine Zielfunktion bspw. Kraftwerkseinsatzkosten und Netzverluste minimiert, wobei Sicherheitsnebenbedingungen wie bspw. Spannungsbänder und Stromgrenzwerte einzuhalten sind. Als Optimierungsparameter stehen üblicherweise die Wirk- und Blindleistungen der Kraftwerke und weitere Parameter wie bspw. Transformatorstufen und Schaltzustände zur Verfügung. Im Rahmen dieser Masterarbeit sollen Ansätze zur Berücksichtigung von Hochspannungsgleichstromübertragungen recherchiert und verglichen werden.

    Kontakt: Dr. Thomas Leveringhaus

  • Entwicklung von Regelungskonzepten für den Betrieb von HGÜ-Umrichterstationen in drehstromseitig vermaschten Offshore-Netzen

    Im Zuge der Energiewende besteht Bedarf an effizienten Möglichkeiten der kurz- und mittelfristigen Anbindung von Offshore-System (z.B. Windpark-Netzen) per Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HGÜ) in der Deutschen Bucht. Im Rahmen von Pilotprojekten wie dem North Sea Wind Power Hub zeigt sich, dass künftig (neben der klassischen Einzelanbindung von Windpark-Netzen) ebenso vermaschte Windpark-Netzstrukturen mit gleichzeitiger Anbindung an verschiedene Onshore-Netzpunkte sinnvoll sein können. Von Interesse sind hierbei insbesondere Anbindungen unter Einsatz selbstgeführter Umrichter (Voltage Source Converter, VSC), auch die Ausführung ausgewählter Verbindungen mit (wirtschaftlich vorteilhafteren) Diodengleichrichtern ist denkbar.

    Der Aufbau derartiger Netze setzt jedoch die Entwicklung von Regelungskonzepten in Abhängigkeit der beteiligten Umrichter voraus, welche eine gezielte Steuerung der (naturgemäß fluktuierenden) Wirkleistungsflüsse im Normalbetrieb ermöglichen. Zusätzlich ist das Verhalten derartiger Konzepte in Fehlerfällen (z.B. bei Kurzschluss, Ausfall einer HGÜ) zu ergründen.

    Kontakt: Michael Herrmann

  • Entwicklung einer probabilistischen Methode für die Resonanzanalyse aufgrund der Ladeinfrastruktur und Betriebsmittelunsicherheiten

    Das Voranschreiten der Elektromobilität stellt eine Herausforderung für die bestehenden elektrischen Netze in der Verteilnetzebene dar. Gerade bei einem hohen Ausbaugrad von Ladeinfrastruktur können die Ladevorgänge von Elektrofahrzeugen zu einer Überlastung der bestehenden Betriebsmittel führen. Diese Überlastungen werden aus der Sicht der Resonanzanalyse untersucht.

    Die Resonanzanalyse mit den bekannten deterministischen Berechnungsansätzen zeigen die Resonanzstellen des Netzes auf, welche mit Oberschwingungsströmen bzw. –spannungen angeregt werden können. Dazu werden die Parameter der Netzbetriebsmittel und auch das Lastverhalten benötigt. Diese sind in der Verteilnetzebene jedoch entweder nicht genau bekannt oder können sich im Laufe des Tages ändern. Aus diesem Grund sollen die Berechnungsansätze mit der Probabilistik erweitert werden. Die Ergebnisse der Berechnung sollen die Wahrscheinlichkeiten der Resonanzstellen bei bestimmten Frequenzen angeben.

    Kontakt: Alexander Neufeld

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