Masterarbeit "Stabilitätsanalyse für die Erbringung von Momentanreserve"

Als eines der weltweit größten Solarforschungsinstitute leistet das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE einen wesentlichen Beitrag für eine nachhaltige wirtschaftliche sichere und sozial gerechte Energieversorgung weltweit. Unser Ziel ist es die Energiewende mit konkret umsetzbaren technologischen Lösungen voranzutreiben durch exzellente Forschungsergebnisse erfolgreiche Industriekooperationen und Firmenausgründungen. Hierfür forschen wir mit unseren rund 1.300 Mitarbeitenden in den vier Schwerpunkten Energiebereitstellung Energieverteilung Energiespeicherung und Energienutzung. Die hochmoderne FuE-Infrastruktur des Fraunhofer ISE mit 22 300 m² Laborfläche ermöglicht Spitzenforschung auf internationalem Niveau.

Du möchtest die Energiewende aktiv mitgestalten und Deine Abschlussarbeit in diesem Bereich erstellen

Der Ausstieg aus der fossilbasierten Stromerzeugung und der rasch wachsende Anteil erneuerbarer Erzeugungsanlagen verschieben die Verantwortung für die Systemstabilität grundlegend. Netzbildende/Grid-forming (GFM) Wechselrichter - welche als Spannungsquellen arbeiten um die Dynamik von Synchronmaschinen zu emulieren und Trägheit bereitzustellen - gelten als Schlüsseltechnologie zur Sicherung der Netzstabilität in einem zunehmend erneuerbaren Energiesystem. Ihre softwarebasierte Auslegung ermöglicht vielfältige Regelmethoden führt jedoch zu einem Hersteller- und Konfigurations-abhängigen dynamischen Verhalten.

Weiterhin bestehen wesentliche Wissenslücken: robuste Analysen der Stabilitätsauswirkungen unterschiedlicher Anforderungen und GFM-Regelstrategien in heterogenen Verteilnetzen; herstellerübergreifende Interoperabilität; skalierbare Abstimmungsrichtlinien; sowie das Verständnis von Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Anlagen. Vor diesem Hintergrund zielt das Forschungsprojekt NEMO auf die quantitative Bestimmung von Stabilitätskriterien im Kontext der Bereitstellung von Momentanreserve ab.

Für unser Team Netzverhalten von dezentralen Generatoren suchen wir zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine Studentische Hilfskraft mit der Gelegenheit zur Erstellung einer Masterarbeit.

Ziel dieser Masterarbeit ist die Weiterentwicklung und Generalisierung einer bestehenden Stabilitätsanalysemethode welche die Stabilitätsgrenzen eines GFM-Wechselrichters für den stabilen Parallelbetrieb mit einem idealen Netz sowie zwischen mehreren elektrisch eng gekoppelten GFM-Wechselrichtern bestimmt. Dies umfasst die Definition verallgemeinerter Grenzwerte und herstellerunabhängiger Parametrierungsrichtlinien.

Deine Tätigkeiten sind u.a.:

• Du machst Dich mit GFM-Regelmethoden Netzstabilität und relevanten Grid Codes vertraut.
• Du erstellst und parametrierst ein linearisiertes Modell auf Basis eines detaillierten Herstellermodells.
• Du unterstützt bei der Weiterentwicklung eines bestehenden Stabilitätsanalyseverfahrens.
• Du führst Sensitivitätsstudien durch und leitest Anforderungen und Grenzwerte ab.
• Du dokumentierst und präsentierst Deine Arbeiten und Ergebnisse.

• Du studierst im Bereich der Elektrotechnik Energietechnik oder einer vergleichbaren Fachrichtung.
• Grundkenntnisse in der Energie- und Regelungstechnik sind von Vorteil aber keine Bedingung.
• Idealerweise hast Du bereits mit Simulationssoftware wie MATLAB/Simulink PLECS oder Modelica gearbeitet.
• Es ist Dir wichtig Dich in Dein Team einzubringen und gemeinsam Ziele zu erreichen.
• Du arbeitest eigenverantwortlich und engagiert.
• Du kannst Dich sicher sowohl in deutscher als auch in englischer Sprache ausdrücken.

• Exklusiver Einblick: In der gemeinsamen Arbeit mit den Wissenschaftler*innen unserer Arbeitseinheit gewinnst Du einen Einblick in den Alltag von Forschung und Entwicklung an einem Forschungsinstitut.
• Laborinfrastruktur: Am Fraunhofer ISE arbeiten wir an modernsten Anlagen und Geräten sodass Forschungsprojekte auf dem neuesten Stand der Technik durchgeführt werden können.
• Forschungsmix: Du erhältst bei uns die Möglichkeit experimentelle Arbeit mit der Theorie zu verbinden und so Dein Wissen aus dem Studium anzuwenden und zu erweitern.
• Betreuung: Bei Deiner Arbeit wirst Du durch Wissenschaftler*innen betreut und Du erhältst Feedback zu Deinen Fortschritten.
• Teamwork: Im Austausch mit den wissenschaftlichen und studentischen Mitarbeitenden sammelst Du Erfahrungen zur Arbeit im Team und kannst Deine bereits gemachten Erfahrungen einbringen.
• Arbeitszeit und -ort: Wir bieten Dir die Möglichkeit Deine Arbeitszeit in Absprache flexibel an Deine Bedürfnisse anzupassen und ab und an von zuhause aus zu arbeiten.
• Chancengleichheit: Wir legen Wert auf Chancengerechtigkeit und geben Raum für Vielfalt.
• After Work: Feiere Dich und Deine Kolleg*innen bei After-Work Events oder unseren jährlichen Mitarbeitendenfesten.

Fragen zu dieser Position beantwortet Dir gerne:
Rebekka Denninger
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