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Rüne-Jacob Marscheck
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Veröffentlicht am: 12.09.2025
Endet am: 03.10.2025
Studentische Hilfskraft / Abschlussarbeit FB16 - Modellierung, Simulation und dynamische Stabilitätsanalyse von elektrischen Netzen mit hohem Anteil an erneuerbaren Energien
Das Fachgebiet Nachhaltige elektrische Energiesysteme (e²n) untersucht u.a. zusammen mit dem Fraunhofer IEE, wie verschiedene Netzinfrastrukturen gekoppelt und gemeinsam genutzt werden können, um stabile Energieversorgungssysteme mit hohem Anteil an erneuerbaren Energien zu ermöglichen.
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Hintergrund:
Das Energiesystem wandelt sich zurzeit stark. Durch Anstrengungen im Klimaschutz schreitet der Anschluss erneuerbarer Energien an das elektrische Netz voran. Ein Großteil der erneuerbaren Energien wird mittels Wechselrichtern ins Netz eingespeist. Wenn sich die Netzregelungen weiter (wie heute) auf Großkraftwerke mit Synchrongeneratoren stützt, müssten auch bei sehr hohem Anteil von wechselrichterbasierten Ressourcen (IBR) bis zum 100% Durchdringungsgrad noch konventionelle Kraftwerke am Netz sein (sog. „Must-Run-Units“, z.B. als rotierende Phasenschieber betrieben). Zu den Regelungsverfahren für Wechselrichter, gibt es viele Freiheits-grade in der Entwicklung. Sie können hauptsächlich als stromeinprägende oder netzbildende Regelungsverfahren kategorisiert werden. Die potenziellen unerwünschten Wechselwirkungen zwischen Wechselrichtern und anderen Netzanlagen stellen große Herausforderung für die Stabilität des zukünftigen Stromnetzes dar.
Tätigkeitsbeschreibung:
Wir suchen ein bis zwei studentische Hilfskräfte zur Unterstützung bei der Modellierung, Simulation und Dynamikanalyse von Regelungsverfahren für stromeinprägende Wechselrichter, netzbildende Wechselrichter und Synchronmaschinen. Im Rahmen dieser Arbeit soll ein vorhandenes Modell eines elektrischen Netzes innerhalb einer Simulationsumgebung weiter entwickelt werden. Zudem sollen die Interaktionen netzfolgender und netz-bildender Wechselrichtern mit dem Stromnetz insbesondere bei unterschiedlichen SystemStrength analysiert werden. Dabei sollen die dynamischen Stabilitätsrisiken, die sich durch weiteren Zubau wechselrichtergekoppelter Anlagen (bspw. Wind, PV, EV, BESS, Elektrolyseur, HGÜ und STATCOM) ergeben, bewertet werden. Der Detailgrad der Untersuchung richtet sich nach dem Kenntnisstand. Der Arbeitsumfang beträgt 40-80 Stunden pro Monat mit der Möglichkeit einer anschließenden oder gleichzeitigen Abschluss- oder Projektarbeit.
Voraussetzungen:
- Studium der Elektrotechnik oder eines ähnlichen Faches an der Universität Kassel
- gute Kenntnisse in der Programmierung energietechnischer Fragestellungen sowie der Modellbildung in MATLAB/Simulink oder PowerFactory
- gute Kenntnisse des elektrischen Netzes (z.B. dynamische Netzberechnung, Netzsimulation, Netzbetriebsführung) (optional)
- selbstständige und zielorientierte Arbeitsweise
- Deutsch- und Englischkenntnisse für Literaturrecherche
Die Arbeit kann in deutscher oder englischer Sprache erfolgen. Bei Interesse wird im Folgenden ein Gespräch angesetzt, um sich gegenseitig kennenzulernen, Erfahrungen auszutauschen und etwaige Erwartungen zu klären.
Kontakt:
Yonggang Zhang: yonggang.zhang@uni-kassel.de
Holger Becker: holger.becker@uni-kassel.de
Fachgebiet Nachhaltige elektrische Energiesysteme
FB16 - Elektrotechnik / Informatik
Universität Kassel, Wilhelmshöher Allee 73, 34121 Kassel