Die Universität Stuttgart mit ihren Schwerpunkten in den Ingenieur- und Naturwissenschaften und deren Einbettung in Wirtschaft und Gesellschaft ist eine der erfolgreichsten deutschen Forschungsuniversitäten und gehört mit über 26.000 Studierenden zur Gruppe der führenden Technischen Universitäten in Deutschland (TU9). Die Universität Stuttgart ist in 10 Fakultäten gegliedert und verfolgt das Ziel neues Wissen sowie innovative Lösungen auf international hohem Niveau zu erzielen und mit außeruniversitären Forschungseinrichtungen, Wirtschaft und Gesellschaft produktiv zusammenzuarbeiten. Zu den Forschungsschwerpunkten der Universität zählen unter anderem:

  • Nachhaltige Energieversorgung und Umwelt,
  • Mobilität,
  • Modellierung und Simulationstechnologie,
  • Komplexe Systeme und Kommunikation.

Das Institut für Energieübertragung und Hochspannungstechnik (IEH) der Universität Stuttgart befasst sich in seinen Forschungsarbeiten schwerpunktmäßig mit Themen, die zur Sicherstellung einer optimierten und zuverlässigen Energieversorgung beitragen. Dabei kann man zwei Hauptgebiete unterscheiden. Zum einen werden die Themen aus dem Bereich der Integration der erneuerbaren Energien, Speicher und Elektromobilität in den Netzbetrieb sowie der Energieübertragung erforscht. Hierbei liegt der Fokus beispielweise auf der Entwicklung neuer sowie Optimierung bisheriger Algorithmen und Ansätze zur Netzplanung und Netzbetriebsführung unter Berücksichtigung neuer Randbedingungen. Des Weiteren werden die Themen aus dem Bereich der Hochspannungstechnik mit allen dazugehörigen Feldern, wie Diagnostik, EMV und Prüftechnik betrachtet. Dabei werden hochspannungstechnische Aufgaben auf dem Gebiet der Isolationsfestigkeit genauso bearbeitet wie Themen, die den Einsatz der Informationstechnik in der Energieversorgung und in der Hochspannungstechnik betreffen. Das Institut ist federführend an dem Studiengang „Erneuerbare Energien B.Sc.“ mit etwa 500 Studierenden und dem Masterstudiengang „Nachhaltige Elektrische Energieversorgung M.Sc.“ beteiligt, dessen Schwerpunkte die Photovoltaik, Windenergie und Smart Grids bilden.

Forschungsziele

Die Forschungsziele der Universität Stuttgart umfassen zwei Schwerpunkte, die innerhalb des Arbeitspakets ‚Netzplanung und Netzbetrieb‘ platziert sind. Zum einen soll eine Zustandsschätzungsplattform für das Verteilnetz entwickelt werden, welche einphasig im MS-Netz und dreiphasig im NS-Netz arbeitet. Dabei werden die Methoden und Algorithmen analysiert und weiterentwickelt sowie auf die Besonderheiten der betrachteten Netzabschnitte angepasst und optimiert. Die Güte der Zustandsschätzung soll durch die Optimierung der Messwerterfassung verbessert werden. Weiterhin soll eine Schnittstelle der beiden Zustandsschätzer entwickelt werden, die die Bereitstellung der NS-Zustandsschätzungsergebnisse als Eingangsgröße für den MS-Zustandsschätzer ermöglicht. Zum anderen soll im Bereich der Netzplanung eine neue Methode auf Basis von probabilistischen Lastflussberechnungen entwickelt werden, welche die Flexibilisierungsoptionen des Energienetzes berücksichtigt. Diese Methode soll zusätzlich zu den Messgrößen im betrachteten Netzgebiet und den Zeitreihen des Klimamodells die Ergebnisse der Zustandsschätzung als Eingangsgröße verwenden. Durch dieses Vorgehen soll zukünftig ein Zusammenspiel zwischen Netzbetrieb und Netzplanung erreicht werden, was als Basis zur Entwicklung verbesserter stochastischer Modelle der Lasten und Erzeuger dienen soll. Zusätzlich zu den beiden oben genannten Schwerpunkten wird sich die Universität Stuttgart mit der Analyse der Möglichkeit zum autarken Betrieb der betrachteten Netzregion befassen. Dabei soll ein äquivalentes dynamisches Modell des Netzgebiets entwickelt und in die Simulationsumgebung integriert werden. Der Fokus liegt hierbei auf der Analyse der Fähigkeit zur Frequenzhaltung im Fall des Überganges zu einem Inselbetrieb sowie auf der Ermittlung der notwendigen Ausbaumaßnahmen und Erweiterungen des Netzes. Diese Projektaufgabe ist eine relevante Ergänzung zu den beiden anderen Schwerpunkten und spielt insbesondere eine wichtige Rolle für die künftige Umsetzung von Smart Grids Konzepten in Bezug auf die Aufrechterhaltung oder gar Verbesserung der Versorgungssicherheit in Systemen mit sehr hoher Durchdringung an erneuerbaren Erzeugungsanlagen.

 

Universität Stuttgart
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