Masterarbeit im Bereich: „Dynamic Security Assessment" (DSA) von Energiesystemen

Die Fraunhofer-Gesellschaft (www.fraunhofer.de) betreibt in Deutschland derzeit 76 Institute und Forschungseinrichtungen und ist eine der führenden Organisationen für anwendungsorientierte Forschung. Rund 32 000 Mitarbeitende erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von 3,4 Milliarden Euro.

Das Fraunhofer IEE in Kassel forscht in den Bereichen Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik mit den Schwerpunkten: Energieinformatik, Energiemeteorologie und Geoinformationssysteme, Energiewirtschaft und Systemdesign, Energieverfahrenstechnik und -speicher, Netzplanung und Netzbetrieb, Netzstabilität und Stromrichtertechnik sowie thermische Energietechnik. Rund 450 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, Angestellte, Studentinnen und Studenten entwickeln Lösungen für die Energiewende und erwirtschaften rund 40 Mio. Euro Erträge pro Jahr.

Die Gruppe "Grid Control and Grid Dynamics" ist ein kollaboratives Team aus Ingenieuren, Wissenschaftlern, technischem Personal und Studenten, das sich dem Verständnis und Management von wechselrichterdominierten Stromnetzen widmet. Zu unseren Schwerpunkten gehören die Untersuchung der für diese Netze wesentlichen Stabilitäts- und Steuerungsmechanismen, die Durchführung von Analysen und die Entwicklung von Anwendungen zur Verbesserung der Netzplanung und des Netzbetriebs sowie die Integration von inverterbasierten Einheiten in bestehende Netzinfrastrukturen. Darüber hinaus erstellen wir dynamische Modelle von Netzwerken und Einheiten, führen Simulations- und Stabilitätsanalysen durch und führen Dynamic Security Assessment (DSA) durch. Wir entwickeln auch innovative Stabilisierungsmethoden und Entscheidungsunterstützungsinstrumente, um Netzbetreiber bei der Aufrechterhaltung der Netzzuverlässigkeit und -leistung zu unterstützen. Gemeinsam wollen wir durch Forschung und praktische Anwendungen zur Entwicklung moderner Energiesysteme beitragen.

Was Du bei uns tust
Die Integration erneuerbarer Energiequellen hat die Komplexität der Dynamik des Stromnetzes erhöht, was bei den Übertragungsnetzbetreibern (ÜNB) Stabilitätsbedenken aufwirft. Um diesem Problem gerecht zu werden, konzentriert sich die Gruppe Grid Control and Grid Dynamics am Fraunhofer IEE auf die Erforschung von Lösungen für Dynamic Security Assessment (DSA) sowohl für Industrie- als auch für Forschungsprojekte. Ziel der DSA ist es, mehrere Zeitbereichssimulationen auf der Grundlage des aktuellen Zustands des Stromnetzes durchzuführen, um potenzielle kritische Eventualitäten wie Generatorausfälle und Kurzschlüsse zu bewerten und Szenarien zu identifizieren, die zu einem Systemzusammenbruch führen könnten. Der Bedarf an Hunderten von Simulationen alle 10 Minuten stellt jedoch aufgrund der Komplexität der DSA-Modelle eine erhebliche rechnerische Herausforderung dar. Daher sind deine Hauptaufgaben:

Entwicklung von Methoden zur Beschleunigung dynamischer Simulationen (RMS) für Anwendungen nahezu in Echtzeit.
Erforschung und Implementierung von Techniken zur Modellvereinfachung.
Implementierung von parallelem Rechnen, um mehrere Szenarien gleichzeitig auszuführen.
Entwicklung von Screening-Methoden zur effizienten Identifizierung kritischer Eventualitäten in Energiesystemen.

Als wissenschaftliche Hilfskraft wirst du:

Python-Methoden für die Analyse von Energiesystemen implementieren
DIgSILENT Power Factory zusammen mit den Python-Methoden verwenden
Implementierte Methoden in einfachen Netzwerken, z.B. IEEE-Testsystemen.
Schließlich die Methoden in einem Netzwerk, das repräsentativ für das deutsche Netz ist, implementieren
Je nach deinen Interessen und Fähigkeiten können sich weitere Tätigkeitsfelder ergeben

Was Du mitbringst

Abgeschlossenes Studium der Elektrotechnik, Regelungstechnik oder vergleichbarer Studiengänge.
Interesse an erneuerbaren Energien und dem Gelingen der Energiewende
Ausgeprägtes Verständnis der „Power System Dynamics“.
Kenntnisse in der DIgSILENT Power Factory.
Programmierkenntnisse in Python und Versionskontrolle.
Gute Englischkenntnisse.

Was Du erwarten kannst

Enge Zusammenarbeit mit unseren Forschungskolleginnen und -kollegen
Flexible und individuelle Anpassung der Arbeitszeiten an Vorlesungs- und Prüfungszeiten
Die Möglichkeit, sowohl auf dem modernen IEE-Campus als auch aus der Ferne zu arbeiten
Eine offene und hilfsbereite Arbeitsatmosphäre
Spannende Diskussionen zu aktuellen Forschungsthemen
Offenheit für Ihre Ideen.
Ein familiäres Umfeld mit Möglichkeiten zur Weiterentwicklung auch als wissenschaftliche Hilfskraft

Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt.

Die monatliche Arbeitszeit liegt zwischen 40 und 80 Stunden. Die Stelle ist zunächst auf 12 Monate oder die Bearbeitung der Mastararbeit befristet. Die Vergütung richtet sich nach der Gesamtbetriebsvereinbarung zur Beschäftigung der Hilfskräfte.

Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.

Haben wir dein Interesse geweckt? Dann bewirb dich jetzt online mit deinen aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen (u.a. Lebenslauf, Anschreiben und Zeugnisse/Leistungsnachweise). Wir freuen uns darauf, dich kennenzulernen!

Fragen zu dieser Position beantwortet Dir gerne:

Dr. Luis David Pabón Ospina (Tel: +49 561 7294-249)

Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE

www.iee.fraunhofer.de

Kennziffer: 78756
Bewerbungsfrist: 18.04.2025

Stellensegment: Power Systems, Energy, Security

Jetzt bewerben »