Control of Microgrids with High Share of Renewable Energy
Die zentrale Fragestellung dieses Kurses lautet:
„Wie lassen sich elektrische Energieversorgungsnetze mit einem hohen Anteil unsicherer und dezentraler erneuerbarer Energieerzeugung sicher und zuverlässig steuern und betreiben?“
Anhand von Inselnetzen (Islanded Microgrids) gehen wir dieser Frage nach und betrachten dabei verschiedene Regelungsebenen: die Primär- und Sekundärregelung sowie das Betriebsmanagement. In diesem Zusammenhang lernen Sie zentrale, verteilte und dezentrale Regelungsansätze kennen, mit denen ein sicherer und zuverlässiger Betrieb von Netzen mit einem sehr hohen Anteil unsicherer erneuerbarer Energieerzeugung ermöglicht werden kann.
Darüber hinaus haben Sie die Möglichkeit, die genannten Ansätze anhand praxisnaher Beispiele mit modernen Softwarewerkzeugen zu implementieren und zu analysieren.
Zur Teilnahme können Sie sich in den Moodle-Kurs einschreiben.
Dieses Modul behandelt die Regelung elektrischer Energiesysteme mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energieerzeugung. Als repräsentatives Beispiel werden dabei Inselnetze (Islanded Microgrids) betrachtet. Es werden zentrale Herausforderungen der Regelung sowie Methoden zu deren Bewältigung über verschiedene Zeitskalen hinweg untersucht.
Das Modul umfasst folgende Schwerpunktthemen:
- Einführung in Microgrids und deren hierarchische Regelung;
- Modellierung elektrischer Einheiten in einem Microgrid;
- Primärregelung (im Kontext konventioneller Erzeuger, netzgekoppelter Speichereinheiten und erneuerbarer Energieerzeuger);
- Sekundärregelung (verteilte und zentrale Ansätze);
- Betriebsführung (Model Predictive Control, Zeitreihenprognosen und stochastische Optimierung).
Der Kurs kombiniert Vorlesungen, Übungen und kurze Phasen des selbstständigen Lernens. Während der Präsenzveranstaltungen bearbeiten die Studierenden regelmäßig kleinere Aufgaben zur Programmierung, Simulation und Analyse.
Die begleitenden Lernmaterialien umfassen:
- ausführliche Vorlesungsunterlagen und Folien,
- interaktive Jupyter Notebooks mit Beispielen und Simulationen,
- Übungen mit Beispiel- und Musterlösungen.
Die Studierenden werden gebeten, einen Laptop oder ein Tablet mitzubringen, um während der Veranstaltungen die Notebooks zu bearbeiten und kleinere Aufgaben zu lösen.
Die Prüfungsleistung wird in Form eines Portfolios mit insgesamt 100 Punkten erbracht:
- schriftliche Zwischenprüfung: 30 Punkte;
- schriftliche Abschlussprüfung: 40 Punkte; und
- drei Programmier- und Dokumentationsaufgaben: jeweils 10 Punkte.
Prüfungstermine, Abgabefristen und detaillierte Anforderungen werden über Moodle bekannt gegeben.
Organisation
| Kursteam | Christian A. Hans, und Ujjwal Pratap |
| Termine (Vorlesung & Übung) |
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| Credits | 6.0 |
| Sprache | Englisch |
| Moodle Kurs | CMG WiSe 2026/27 |