Studien-/Abschlussarbeit -Modellierung und Systemidentifikation industrieller Gleichstrom-Mikronetze

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Ihre Aufgaben

Im Gegensatz zu gewöhnlichen AC-Netzen besitzen industrielle Gleichstrom-Mikronetze eine aktive Netzkoppelstelle (AIC) zur Regelung der Energieflüsse und Stabilisierung des Netzes. Die AICs stabilisieren das Netz mittels Kennlinienregelung. Die Auslegung dieser Regelungen erfolgt aktuell anhand von Netzmodellen. Der Vorteil liegt im Verzicht auf nicht notwendiger Kommunikation zwischen den aktiven Netzkomponenten. Die Modellparameter werden oft anhand der technischen Dokumentation geschätzt und können deshalb signifikant von den realen Werten abweichen. Genaue Parameter werden mit Ansätzen der Systemidentifikation messtechnisch ermittelt. Schlüsselparameter sind die Impedanzen von Sektoren und Netzkomponenten. Die Ermittlung der Parameter ist allerdings mit hohem messtechnischen Aufwand verbunden. Idealerweise sind messtechnische Verfahren für die Anwendung so zu entwerfen, dass die Messumfänge möglichst geringgehalten werden.

Inhalt der Arbeit Die Arbeit kann in einen theoretischen und einen praktischen Teil unterteilt werden. Im theoretischen Teil sind Literaturrecherchen bezüglich Systemidentifikation von Stromnetzen bzw. der Messung von Impedanzen erforderlich. Die Rechercheergebnisse werden bezüglich der Identifikation von DC-Mikronetzen gegenübergestellt und bewertet. Anhand der Verfahren wir ein Konzept zur Identifikation eines Labornetzes herausgearbeitet. Dazu gehört das Konzept eines Messaufbaus mit Messstellenplan. Gegebenenfalls sind Komponenten der Messinfrastruktur zu beschaffen oder zu entwerfen. Im praktischen Teil soll der Messaufbau im Zuge der Integration in ein Labornetz getestet werden. Weiterführend ist das Modell eines Labornetzes mit Hilfe einer Simulationsumgebung (Simulink, Modelica) digital abzubilden. Anschließend folgen die Parametrierung sowie die Validierung des Modells anhand der im Labor gewonnenen Messergebnisse.

Herausforderungen Industrielle Gleichstrom-Mikronetze werden bei Spannungen zwischen 620 V und 750 V betrieben. Aufgrund der hohen Spannungen sind konventionelle Verfahren zur Impedanzmessung nicht ohne Weiteres anwendbar. Hierfür gilt es geeignete Verfahren zu finden bzw. herkömmliche Verfahren auf die Anforderungen anzupassen., 1. Recherche zum Stand von Wissenschaft und Technik zur Systemidentifikation von Stromnetzen und Impedanzmessungen 2. Bewertung verschiedener Verfahren 3. Erarbeitung eines Messkonzepts zur Identifikation eines definierten Testnetzes im Labor 4. Umsetzung des Messkonzepts im Labornetz 5. Modellierung des Labornetzes 6. Messtechnische Identifikation der Netzparameter und Modellvalidierung 7. Kritische Diskussion der Ergebnisse,

• Grundlegendes Verständnis der Elektro- bzw. Energietechnik

• Vorkenntnisse in der Modellbildung mit Matlab/Simulink oder ähnlichen Tools erforderlich

• Grundlagen in Signal- und Systemtheorie

  Was Sie erwarten können

• Enge Betreuung

• gute Ausstattung

• Forschungsrelevante Arbeit bei gleichzeitiger Praxisnähe

Ihr Profil

Ausschreibung für die Fachrichtungen wie z. B.: Automatisierungstechnik, Elektrotechnik, Kybernetik, Mechatronik, Regelungstechnik, technische Informatik oder vergleichbare.

Kontakt

Frau Jennifer Leppich Recruiting Tel. +49 711 970-1415

jennifer.leppich@ipa.fraunhofer.de

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

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