Studiengang Technische Kybernetik

Automatisierung in der Energietechnik

Kurzbeschreibung:

Die Sicherstellung einer umweltverträglichen, ökonomischen und zuverlässigen Energieversorgung ist eine der zentralen Aufgaben der sich Forschung, Industrie und Politik in den nächsten Jahrzehnten stellen müssen. Die Herausforderung besteht darin, scheinbar gegensätzliche Anforderungen, wie beispielsweise Emissionsminderung und Kernenergieausstieg, Ressourcenschonung und steigender Energieverbrauch, oder Umweltschutz und Ökonomie miteinander zu vereinen. Die wohl größte Aufgabe besteht darin, die Transformation einer von nuklearen und fossilen Kraftwerken dominierten hin zu einer von erneuerbaren Energien geprägten elektrischen Energieversorgung zu ermöglichen. Aufgrund des volatilen Charakters eines Großteils der erneuerbaren Energien und der steigenden Komplexität des Gesamtsystems kommen dabei systemdynamische und regelungstechnische Aspekte eine besondere und zunehmende Bedeutung zu.


Aus rein technischer Sicht ist das Energieversorgungssystem bereits heute großen Änderungen unterworfen. Die zunehmende Einspeisung auf Basis erneuerbarer Energien bringt grundlegende Änderungen im Kraftwerkseinsatz und Netzbetrieb mit sich. Die Netzinfrastruktur muss den neuen Randbedingungen angepasst werden. Dies bedeutet beispielsweise, dass ein verstärkter Ausbau der Übertragungsnetze stattfinden muss. Die „klassischen“ Drehstromnetze werden voraussichtlich mit Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungen (HGÜ) und leistungselektronischen Komponenten verstärkt zu hybriden Netzstrukturen ausgebaut. Aufgrund des volatilen Charakters eines Großteils der erneuerbaren Energien und der steigenden Komplexität des Gesamtsystems kommen systemdynamischen und regelungstechnischen Aspekten eine besondere und zunehmende Bedeutung in der elektrischen Energieversorgung zu.


Im Spezialisierungsfach sind zwei Pflichtvorlesungen vorgesehen. In der Vorlesung "Dynamik elektrischer Verbundsysteme" steht das elektrische Verbundnetz im Fokus. Es wird vor allem auf das dynamische Verhalten der einzelnen Komponenten eines elektrischen Verbundsystems eingegangen und deren Einfluss auf die Systemstabilität sowie auf Oszillationen gezeigt. Die bestehenden Mechanismen zur Regelung des Netzes werden vertieft behandelt.


Die zweite Pflichtvorlesung "Regelungstechnik für Kraftwerke" beschreibt das Automatisierungssystem von Erzeugungsanlagen. Bei konventionellen Kraftwerken handelt es sich um komplexe verfahrenstechnische Prozesse mit starken Verkopplungen. Einzelne Regelkonzepte und -strategien, mit denen die Anforderungen an die stationäre und dynamische Regelgüte an Kraftwerken erfüllt werden können, werden behandelt. Dabei werden sowohl die theoretischen Grundlagen des Regelkonzepts als auch die reale Umsetzung dargestellt. Weitere Inhalte der Vorlesung sind zu berücksichtigende Punkte bezüglich der Sicherheit, Verfügbarkeit und praktischen Anwendbarkeit der Regelkonzepte.


Grundvoraussetzungen für beide Vorlesungen sind Kenntnisse über die Grundlagen der Regelungstechnik, Systemdynamik, Thermodynamik und Elektrotechnik.  
  

Info-Sheet:

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Weitere Informationen:

Wahlfächer können aus einem breiten Angebot an Vorlesungen mit energietechnischem Hintergrund gewählt werden.

Initiates file downloadVortrag "Automatisierung in der Energietechnik" WS 2017/18

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Verantwortlicher / Ansprechpartner: 

Prof. Dr.-Ing. Hendrik Lens
Universität Stuttgart
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