Modellierung und Simulation
Modellierung und Simulation von Elektroenergiesystemen
- Modellierung von konventionellen und modernen Betriebsmitteln und Reglern in elektrischen Energieversorgungssystemen für stationäre Betriebszustände sowie für RMS- und EMT-Simulationen
- Entwicklung von frei parametrisierbaren integrierten Übertragungs- und Verteilnetzmodellen auf Basis synthetischer Verteilnetzmodelle
- Untersuchung stationärer Systemzustände
- Quasistationäre Simulationen ausgedehnter Energieversorgungsnetze (RMS-Simulationen)
- Transiente Simulationen des Elektroenergiesystems (EMT-Simulationen)
- Effiziente Simulation von Elektroenergiesystemen mit Hilfe empirischer sowie mathematischer Ordnungsreduktionsmethoden
Optimierung der Netzplanung und des Systembetriebs
- Modellierung, Näherung, Konvexifizierung, Relaxierung und Lösung von linearen, quadratischen und allgemein nicht-linearen Optimierungsproblemen aus dem Bereich der elektrischen Energieversorgung unter Berücksichtigung verschiedener Zielfunktionen und Nebenbedingungen sowie gemischt-ganzzahliger Variablen und diskreter Entscheidungslogiken
- Kraftwerkseinsatz- und Redispatchoptimierung in Energie- und Regelleistungsmärkten, wirtschaftliche Optimierung der Regelleistungs-Aktivierung
- Security Constrained Optimal Power Flow unter Berücksichtigung von Schaltzuständen von Leitungen, Transformatoren
- Optimierte Netzplanung für Verteilnetze
- Entwicklung von kurz-, mittel- und langfristigen kostenoptimierten Netzausbaustrategien unter Berücksichtigung zukünftiger Versorgungsausgaben und vorhandener Netzinfrastruktur
- spannungsebenenübergreifende Netzplanung in der Hoch- und Mittelspannungsebene
- Enwicklung von innovativen Planungskonzepten zur Reduzierung des konventionellen Netzausbaubedarfs
- Standortoptimierung von Umspannwerken
Frequenzregelung und Netzregelverbund
- Frequenzstabilität mit Untersuchung der Frequenzregelung in Stromnetzen unter der Herausforderung einer zunehmenden Verdrängung konventioneller thermischer Großkraftwerke und einer erhöhten Durchdringung mit volatilen Einspeisungen aus erneuerbaren Energien über Wechselrichter
- Simulation der Frequenzregelung und der Regelleistungsbereitstellung im Netzregelverbund unter Berücksichtigung eines Engpassmanagements
- Wirtschaftliche Optimierung der Regelleistungs-Aktivierung
Strommarktsimulation
- Modellierung und Simulation des kontinental europäischen Verbundnetzes in einer integrierten Netz- und Energiemarksimulation
- Beurteilung und Bewertung technischer und wirtschaftlicher Einflüsse sowie ihrer Auswirkungen auf den europäischen Strommarkt
- Evaluierung der Übertragungsnetze für aktuelle und zukünftige Ausbau- sowie Erzeugungs- und Lastszenarien
- Planung von Netzausbaumaßnahmen unter Berücksichtigung aktueller Prognosen für die Entwicklung des europäischen Verbundnetzes und Ableitung von Handlungsempfehlungen
Kurzschlussstromberechnung
- Einfluss von leistungselektronischen Betriebsmittel/Erzeugungsanlagen auf das Kurzschlussstromniveau, die Kurzschlussstromkenngrößen sowie den Kurzschlussstromzeitverlauf
- Analyse der Auswirkungen auf die Anwendung der Kurzschlussnorm IEC 60909 und auf die darin beschriebene vereinfachte Berechnung der Kurzschlussstromkenngrößen mit Hilfe von Faktoren und der zentralen Kenngröße Anfangs-Kurzschlusswechselstrom
Oberschwingungs- und Netzresonanzanalyse
- Modale Resonanzanalyse (RMA): Berechnung von Parallel- und Serienresonanzen in Stromnetz mit den zugehörigen Partizipationsfaktoren und Sensitivitätsanalyse
- Allokation der Oberschwingungsstrompegel und -spannungspegel nach IEC und VDE
- Analyse der Auswirkungen des Netzausbaus auf das Resonanzverhalten der Stromnetze und die Allokation der Oberschwingungsstrompegel und -spannungspegel
Netzintegration von Umrichteranlagen
- Untersuchung und Bewertung von netzfolgenden, netzbildenden und netzstützenden Umrichter-Regelungskonzepten
- Berechnung und Analyse der harmonischen Stabilität in Elektroenergiesystemen
- Stabilitätsuntersuchungen und Beurteilung stabilitätsverbessernder Maßnahmen mittels RMS- und EMT-Simulationen
- Synchronisationstechniken von Umrichteranlagen für symmetrische und unsymmetrische Betriebszustände
- Entwicklung von Regelungskonzepten für den Fault Ride Through (FRT)
Netz- und Systemauswirkungen der E-Mobilität
- Analyse und Bewertung der Gleichzeitigkeit und Eigenschaften von Ladeprofilen nach Fahrzeugmodellen
- Integration der E-Kfz in die Verteilnetze
- Untersuchung und Entwicklung des Lademanagements hinsichtlich netzdienlichem Laden
- Abschätzung des Netzverstärkungs- und -ausbaubedarfs
- Analyse der Möglichkeiten der netzdienlichen Kombination mit erneuerbaren Energien
- Prognostizierung der Netzauslastung und der Oberschwingungsbelastung durch steigende Integration von Ladeinfrastruktur in die Verteilnetze
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Hofmann
Professorinnen und Professoren
Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Hofmann
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