Motivation

Gleichstromnetze gewinnen in modernen und nachhaltigen Produktionsanlagen zunehmend an Bedeutung. Sie ermöglichen eine effizientere Integration erneuerbarer Energien, Speicher und leistungsstarker Verbraucher. Mit der steigenden Komplexität solcher Netze wächst jedoch auch die Herausforderung, sie regelkonform, konsistent und nachvollziehbar zu konfigurieren.

Simulationstools spielen hierbei eine zentrale Rolle: Sie erlauben es, Gleichstromnetze virtuell aufzubauen, unterschiedliche Konfigurationsvarianten zu untersuchen und deren Verhalten unter realistischen Betriebsbedingungen zu analysieren. Voraussetzung für belastbare Simulationsergebnisse ist jedoch eine strukturierte und regelbasierte Modellierung der Netze.

Im Rahmen dieser studentischen Arbeit soll daher eine Wissensbasis für das institutseigene Simulationstool DCign entwickelt werden. Diese Wissensbasis unterstützt die Konfiguration und Validierung regelkonformer Gleichstromnetze und bildet die Grundlage für eine enge Kopplung zwischen Konfigurationslogik und Simulation.

Aufgabenstellung

Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer Wissensbasis zur regelkonformen Konfiguration von Gleichstromnetzen sowie deren Integration in simulationsbasierte Modelle. Die Arbeit gliedert sich in folgende Schwerpunkte:

Analyse bestehender Ansätze

• Untersuchung vorhandener Konfigurationsmechanismen, Algorithmen und Tools

• Bewertung ihrer Eignung für den gegebenen Anwedungsfall

Entwicklung einer Wissensbasis für die Konfiguration

• Aufbau einer initialen Sammlung von Regeln, Abhängigkeiten und Strukturen zur Modellierung

• Fokus auf Konfigurierbarkeit, Konsistenzprüfung und Regelkonformität

• Berücksichtigung typischer Komponenten nachhaltiger Produktionsanlagen (Erzeuger, Verbraucher, Speicher)

Strategie zur Konfigurationslösung

• Entwurf einer Methodik zur Erstellung, Verwaltung und Anwendung von Konfigurationsregeln

• Ausrichtung auf Modularität, Anpassbarkeit und Erweiterbarkeit für zukünftige Anforderungen

• Vorbereitung einer engen Kopplung zwischen Konfiguration und Simulation

Kopplung mit der Simulation

• Integration der Wissensbasis in das Simulationstool DCign

• Ableitung simulationsfähiger Modelle aus der Konfiguration

• Definition von Ansätzen zur Validierung der Modelle durch Simulation (z. B. Plausibilitätsprüfungen, Szenarioanalysen)

Zielsetzung

Ziel der Arbeit ist die Erstellung einer erweiterbaren und adaptiven Wissensbasis, mit der Gleichstromnetze regelkonform modelliert und simuliert werden können. Damit soll eine Grundlage geschaffen werden, um in DCign automatisch die Validität von Modellen prüfen und sicherstellen zu können.

Voraussetzungen und Informationen

• Profil:
  • Studium der Elektrotechnik, Energietechnik, Mechatronik, Informatik, Maschinenbau oder eines verwandten Fachbereichs.
  • Sehr gutes Deutsch und Englisch in Wort und Schrift
  • Selbstständige Arbeitsweise erforderlich
  • Interesse an innovativen Energieversorgungstechnologien, Simulationen oder Automatisierung
  • Kenntnisse in der Programmierung (insbesondere Python) und Interesse an Schnittstellentechnologien von Vorteil.
  • Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise, Teamfähigkeit sowie gute Kommunikationsfähigkeiten.

  Was wir bieten:

  • Einblicke in die spannende Forschungsarbeit im Bereich Simulation, Automatisierung und Gleichstromnetzwerke und hybride Energienetze.
  • Die Möglichkeit, an zukunftsweisenden Projekten in einem engagierten Team mitzuwirken.
  • Eigenverantwortliches Arbeiten an realen Projekten mit modernster Technologie.
  • Möglichkeit zur persönlichen und fachlichen Weiterentwicklung.
  • Kooperation mit führenden und regionalen Industrieunternehmen zur Gleichstromtechnologie.
  • Bei Projekt-/Masterarbeit: Möglichkeit eines Research Masters und anschließender Promotion gegeben

  Das DC-Team am Lehrstuhl besteht aus mehreren Wissenschaftlern und Studierenden, die ihre Arbeiten im Team erledigen und sich gegenseitig unterstützen, weshalb eine Bereitschaft für regen Austausch untereinander gewünscht ist. Auch in dieser Arbeit ist die Vergabe der Arbeitspakete konkurrenzlos in mehrere Teilaufgaben untergliederbar.

  Beginn: Ab sofort möglich. Die Position ist als Bachelor- Projekt- oder Masterarbeit verfügbar.

  Kontakt:
  Interessierte Studierende senden bitte ihre Bewerbungsunterlagen (kurzes Motivationsschreiben, Notenzettel und Lebenslauf) an Martin.Barth@faps.fau.de

  Hinweis: Aufgrund der hohen Anzahl an Anfragen werden Bewerbungen, die durch ChatGPT erstellt wurden, sowie Anfragen ohne alle relevanten Dokumente, nicht beantwortet.

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