Power System Dynamics
Die zentrale Fragestellung dieser Lehrveranstaltung lautet:
Wie können moderne elektrische Energiesysteme stabil betrieben werden?
Die Lehrveranstaltung vermittelt das dynamische Verhalten elektrischer Energiesysteme sowie die Methoden zu deren Analyse und Verbesserung der Stabilität. Ausgehend von den Grundlagen der Modellierung elektrischer Betriebsmittel werden Synchronmaschinen, Windenergieanlagen und umrichter-basierte Erzeugungseinheiten eingeführt. Anschließend werden verschiedene Stabilitätaspekt behandelt, darunter die Kleinsignal-Rotorwinkelstabilität, Transientenstabilität, Spannungsstabilität und Frequenzstabilität. Aktuelle Herausforderungen umrichter-dominierter Energiesysteme werden anhand von netzbildende Regelungen und impedanzbasierter Stabilitätsanalyse behandelt.
Zur Teilnahme können Sie sich in den Moodle-Kurs einschreiben.
Das Modul umfasst folgende Schwerpunkte:
- Grundlagen und Klassifikation der Stabilität elektrischer Energiesysteme;
- dynamische (elektromechanische und elektromagnetische) Modellierung von Synchronmaschinen;
- Modelle von Windenergieanlagen und Wechselrichtern;
- Zustandsraumanalyse, Eigenwerte und Schwingungsdämpfung;
- Bewertung der Transientenstabilität mit dem Flächenkriterium;
- Frequenzstabilität, Trägheit sowie Primär- und Sekundärregelung;
- Spannungsstabilität, PV-Kennlinien, Blindleistungsgrenzen und Gegenmaßnahmen;
- netzbildende Wechselrichter und Stabilitätsanalyse umrichter-dominierter Energiesysteme.
Die Lehrveranstaltung kombiniert Vorlesungen und Übungen. Die theoretischen Inhalte werden in den Vorlesungen vermittelt und in den Übungen praktisch angewendet. MATLAB/Simulink-Modelle und Simulationen werden als optionale Übungsaufgaben bereitgestellt, um die Kleinsignalstabilität zu untersuchen. Zu den Lehrmaterialien gehören Vorlesungsfolien, Übungsblätter mit Musterlösungen sowie Simulationsbeispiele.
Die Prüfungsleistung besteht aus einer schriftlichen Klausur. Die Aufgaben basieren auf den in der Vorlesung behandelten Konzepten und umfassen Aufgabenstellungen, die den in den Übungen bearbeiteten Beispielen ähneln.
Die Klausur dauert 90 Minuten und umfasst insgesamt 90 Punkte:
- allgemeine Fragen: ca. 25 Punkte;
- 3 * Rechenaufgaben: ca. 65 Punkte.
Der Prüfungstermin, die Dauer sowie weitere Details werden über Moodle bekannt gegeben.
Organisation
| Kursteam | Christian A. Hans, Nils Wiese, Hongyu Jin, Yonggang Zhang, und Walter Schittek |
| Termine (Übung & Vorlesung) |
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| Credits | 6.0 |
| Sprache | Englisch |
| Moodle Kurs | PSD WiSe 2026/27 |