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Promotion zum Thema: Full Spectrum State Estimation in Power Grids / Zustandsschätzung aus dem Gesamtspektrum in Energieversorgungsnetzen

PhD students (f/m/d)

Für die derzeitige und künftige strukturelle Umwandlung der elektrischen Energieversorgungsnetze sind Zustandsschätzungen hilfreich und notwendig. Sie erlauben beispielsweise die Abschätzung der Betriebsmittelauslastung und deren Vorhersage. Neben der Systemüberwachung und Ausfalldetektion sind damit auch Topologie-Änderungen erkennbar oder effektive Regel- und Steuerstrategien ableitbar. Es ist bereits eine Vielzahl von verschiedenen Methoden dafür entwickelt worden, wobei sich aber die Analyse in der Regel nur auf die Auswertung von aggregierten Standardkennwerten bezieht. In den letzten Jahren sind aber auch zunehmend Spektralbereiche unterhalb der Nennfrequenz sowie Interharmonische und auch Supraharmonische ab 2 kHz in den Fokus der Analysemethoden gekommen, die in umfassender Betrachtung bisher nicht zur Zustandsschätzung von Energieversorgungsnetzen verwendet wurden.

In dieser Arbeit sollen zunächst bereits erforschte Methoden der verschiedenen Spektralbereiche untersucht und zusammengeführt werden. Im Fokus sollen Analysen mit dezentralen und verteilten, synchronen Messungen stehen. Es sollen daraus neue Zustandsbetrachtungen mit einem möglichst breiten Frequenzspektrums-Ansatz entwickelt werden. Unter anderen soll der Campus Nord des KIT  als ein Reallabor für die Untersuchungen dienen.

Die im IAI des KIT entwickelten Messgeräte, sogenannte Electrical Data Recorder (EDR), sollen für die Erfassung von Spannungen und Strömen im Niederspannungsbereich verwendet werden. Sie ermöglichen die kontinuierliche Aufnahme und die vollständige Speicherung von Zeitreihen mit hohen Datenraten. Es sind bereits mehrere EDR im Energieversorgungsnetz des KIT installiert, die hochaufgelöste Messdaten bereits über einen langen Zeitraum in einer Datenbank abgelegt haben. Diese Messgeräte sollen für diese Arbeit eingesetzt und ggf. technisch ergänzt oder erweitert werden.

Mit dem EnergyLab2.0 steht eine umfangreich ausgestattete Simulations- und Testinfrastruktur bereit, die es ermöglichen wird, die bestehende elektrische Infrastruktur im KIT Campus Nord für Untersuchungen zu nutzen.

Sie verfügen über ein abgeschlossenes Hochschulstudium (Master/Diplom(Uni)) der Fachrichtung Elektrotechnik, Informatik oder Maschinenbau. Gute Kenntnisse in den Grundlagen der Elektrotechnik und der Messtechnik, Kenntnisse im Umgang mit MATLAB und Erfahrungen mit Simulationssoftware sind wünschenswert