Moses - Computerbasierte Modellierung, Simulation, und Regelung Nachhaltiger Energiesysteme

Modul / Version
#40156 / #5

Gültigkeit
WiSe 2021/22 - SoSe 2023

Verfügbare Sprache(n)
English

Titel des Moduls
Computer Modeling, Simulation, and Control of Renewable Energy Systems
Computerbasierte Modellierung, Simulation, und Regelung Nachhaltiger Energiesysteme

Leistungspunkte
6

Modulverantwortliche*r
Strunz, Kai

Benotung
Benotet

Prüfungsform
Portfolioprüfung

Lehrsprache(n)
English

Zugehörigkeit

Fakultät
Fakultät IV

Institut
Institut für Energie und Automatisierungstechnik

Fachgebiet
34312000 FG Energieversorgungsnetze und Integration Erneuerbarer Energien (SENSE)

Prüfungsausschuss
Keine Angabe

Kontakt

Sekretariat
EMH 1

Ansprechpartner*in
Strunz, Kai

E-Mail-Adresse
kai.strunz@tu-berlin.de

Webseite

http://www.sense.tu-berlin.de/menue/studium_und_lehre/

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Lernergebnisse

Energy systems are undergoing a profound and worldwide transformation. This can be rapidly recognized by considering some examples: • Fossil-fuel-based power plants are being replaced by renewables, complemented by storage. • The century-old battle of alternating current versus modern direct current solutions just makes a comeback. • Power electronic converters dramatically increase the opportunities of high-speed control. • Microgrids appear in the developing world for covering local needs such as cell phone charging and cooling; but simultaneously, there are already plans for a massive power grid spanning the entire globe. • Synergies among technology sectors give rise to new concepts such as vehicle-to-grid or power-to-heat. These are significant trends. Or are there even better alternatives? How do we make sure that the resulting systems are efficient and secure? What will happen if there is a fault? These and similar questions can only be answered if there are the right models for the computer-aided analysis and design of energy systems available. But what do we know about the availability of suitable models? One part of the answer is that there are some good tools with helpful models available. The other part of the answer is that there are many models missing and that the quality of specific existing models should be improved. In any case, knowledge on the computer modeling of renewable energy systems is very valuable and forward-looking. Engineers and scientists need such knowledge for informed decision making regarding the renewable energy systems of today and tomorrow. It is this kind of knowledge that the participants of the course will acquire.

Lehrinhalte

A particularly important part of the modeling is concerned with the analysis of the dynamic behavior of the energy systems. For this purpose, computer programs represent the dynamic state equations by their discrete counterparts through the application of numerical integration. Different numerical integration methods do exist, and those have different features and so give different results. For the correct usage of simulation tools, the basic knowledge of simulation methods is therefore extremely valuable. For this reason, the module begins with an introduction of this topic. It will become evident that the correct usage has significant implications on the quality of the solution. We will also discuss this in the context of real-time simulation for control system testing. Students will get to know the significance of simulation by developing an own small network simulator in the practice sessions. Very insightful is the modeling of energy systems with very high shares of renewable power injection of 60 %, 80 %, or even 100 %. The given power electronics for converting DC into AC is then able to respond to faults und start system-wide control actions at very high speeds. Some of the known simulation techniques would give wrong results at such high shares of renewables. In the module, it is shown how to model these 100 % renewable energy systems correctly. Furthermore, it is investigated how new technologies such as power-to-heat can be integrated into the simulation, too.

Modulbestandteile

Compulsory area

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

Lehrveranstaltungen	Art	Nummer	Turnus	Sprache	SWS	ISIS	VVZ
Electric Energy Networks II - Modeling and Simulation of Transients	IV	0430 L 502	WiSe	Keine Angabe	4

ISIS-Kurssuche nach Veranstaltungen des Moduls

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Electric Energy Networks II - Modeling and Simulation of Transients (IV):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
1 - Lecture time	15.0	2.0h	30.0h
2 - Lecture preparation	15.0	2.0h	30.0h
3 - Practice session time	15.0	2.0h	30.0h
4 - Conduction practice session and project	15.0	4.0h	60.0h
5 - Preparing for test	1.0	30.0h	30.0h
			180.0h(~6 LP)

Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

The material is covered through lectures, practice sessions and projects.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

No preconditions.

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Portfolio examination

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache(n)

English

Prüfungselemente

Name	Punkte	Kategorie	Dauer/Umfang
(Deliverable assessment) Homework 1	5	schriftlich	2 hours
(Deliverable assessment) Homework 2	5	schriftlich	2 hours
(Deliverable assessment) Homework 3	5	schriftlich	2 hours
(Deliverable assessment) Homework 4	5	schriftlich	2 hours
(Deliverable assessment) Homework 5	5	schriftlich	2 hours
(Deliverable assessment) Homework 6	5	schriftlich	2 hours
(Deliverable assessment) Project report	20	schriftlich	20 hours
(Deliverable assessment) Project presentation	10	mündlich	15 minutes
(Examination) Written test	40	schriftlich	75 minutes

Notenschlüssel

Notenschlüssel »Notenschlüssel 2: Fak IV (2)«

Gesamtpunktzahl	1.0	1.3	1.7	2.0	2.3	2.7	3.0	3.3	3.7	4.0
100.0pt	95.0pt	90.0pt	85.0pt	80.0pt	75.0pt	70.0pt	65.0pt	60.0pt	55.0pt	50.0pt

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Wintersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 30.

Anmeldeformalitäten

Registration for the courses is not necessary. Registration for the module takes place online via QISPOS.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit: verfügbar

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit: verfügbar

Zusätzliche Informationen:

Literatur

Empfohlene Literatur
Keine empfohlene Literatur angegeben

Zugeordnete Studiengänge

Semester:

Zeige auch ausgelaufene Studiengänge und StuPOs

Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

	Studiengang / StuPO	StuPOs	Verwendungen	Erste Verwendung	Letzte Verwendung
Dieses Modul findet in keinem Studiengang Verwendung.

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Electrical engineering, industrial engineering, computer engineering, process engineering and others welcome