Abschlussarbeiten

Wir freuen uns über Ihr Interesse an einer Abschlussarbeit, einem Pro- oder Projektseminar am Fachgebiet E5. Neben den nachfolgend ausgeschriebenen Themen für Abschlussarbeiten können Sie sich sehr gerne mit eigenen Themenvorschlägen an uns wenden. Nutzen Sie hierfür einfach das Kontaktformular

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Offene Abschlussarbeiten

  • Masterarbeit

    Hintergrund

    Die zunehmende Integration dezentraler Erzeugungsanlagen stellt Der Verteilnetzbetreiber Syna GmbH aus Frankfurt Höchst ist mit einer erhöhten Leistungsanfrage durch Rechenzentren und der zunehmenden Volatilität von Erzeugern und Verbrauchern konfrontiert. Eine Netzausbauplanung nach den deterministischen Ansatz mit Worst-Case Szenarien würde einen massiven Netzausbau im 110-kV-Netz der Syna nach sich ziehen. Eine bedarfsgerechte Netzausbauplanung mittels zeitreihenbasierten probabilistischen Lastflussrechnungen (ZPLF) könnte den wirtschaftlichen Betrieb von Verteilnetzen deutlich erhöhen und eine Alternative zum Netzausbau darstellen. Für die ZPLF werden nicht einzelnen Lastzeitpunkte für Extremszenarien, sondern Zeitreihen simuliert. Diese Zeitreihen bilden den tatsächlichen Lastverlauf der nachgebildeten Last über einen gewissen Zeitraum nach und werden in der Regel aus realen Messwerten gewonnen. Blindleistungsbereitstellung unterschieden werden.

    Betreuer/in: Tim Pfüller, M.Sc.

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  • Bachelorarbeit, Proseminar

    Hintergrund

    Der Verteilnetzbetreiber Syna GmbH aus Frankfurt Höchst ist mit einer erhöhten Leistungsanfrage durch Rechenzentren und der zunehmenden Volatilität von Erzeugern und Verbrauchern konfrontiert. Eine Netzausbauplanung nach den deterministischen Ansatz mit Worst-Case Szenarien würde einen massiven Netzausbau im 110-kV-Netz der Syna nach sich ziehen. Eine bedarfsgerechte Netzausbauplanung mittels zeitreihenbasierten probabilistischen Lastflussrechnungen könnte den wirtschaftlichen Betrieb von Verteilnetzen deutlich erhöhen und eine Alternative zum konventionellen Netzausbau darstellen. Hierfür werden für die Lastflussberechnungen zeitlich aufgelöste Wirk- und Blindleistungsbezüge herangezogen.

    Zukünftig werden Rechenzentren einen signifikanten Anteil der Bezugskunden im 110-kV-Netz der Syna darstellen. Die Lastentwicklung dieser Kunden muss in der Zielnetzplanung abgebildet werden. Um das Lastverhalten der Rechenzentren in der Zielnetzplanung über die nächsten Jahre nachbilden zu können, sollen Standardlastprofile ermittelt werden, welche den charakteristischen Lastbezug der Rechenzentren abbilden. Das Wachstum über die Jahre kann dann womöglich mit einem Gewichtungsfaktor ausreichend berücksichtigt werden.

    Betreuer/in: Tim Pfüller, M.Sc.

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  • Studienarbeit, Bachelorarbeit, Masterarbeit

    Hintergrund

    Traditionell werden dynamische Untersuchungen in Energiesystemen in elektromagnetische und elektromechanische Vorgänge unterteilt, die jeweils für unterschiedliche Zeitfenster relevant sind. Entsprechend wurde für schnelle elektromagnetische Vorgänge auf EMT-Simulationen (engl. electromagnetic transients) und für die etwas langsameren elektromechanischen Vorgänge auf Phasoren-Simulationen (RMS, engl. root mean square) zurückgegriffen. Stabilitätsuntersuchungen in Energiesystemen wer-den klassisch mit RMS-Simulationen durchgeführt, unter der Annahme, dass die elektromechanischen Vorgänge von großen konventionellen Kraft-werken die Stabilität dominieren.

    Da konventionelle Kraftwerke zunehmend abgeschaltet und durch Erneuerbare-Energie-Anlagen (EE-Anlagen) ersetzt werden, ist die Wahl der Simulationsart für Stabilitätsuntersuchungen in EE-dominierten Systemen nicht mehr eindeutig. EE-Anlagen werden in der Regel über Umrichter ans Netz angeschlossen, deren dynamisches Verhalten wesentlich schneller ist als das von konventionellen Kraftwerken, die über Synchrongeneratoren in das Netz speisen.

    Betreuer/in: Anna Pfendler, M.Sc.

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  • Studienarbeit, Bachelorarbeit, Masterarbeit

    Hintergrund

    Das Energiesystem durchläuft einen grundlegenden Wandel. Während der Fokus jedoch auf der Energieer-zeugung liegt (Ersetzen von konventionellen Kraftwer-ken durch Erneuerbare-Energie-Anlagen), werden die großen Änderungen bei elektrischen Lasten häufig ver-nachlässigt. Dabei werden sowohl Erzeugungsanlagen als auch Lasten immer häufiger über Umrichter an das Netz angeschlossen (z.B. beim Laden von Elektrofahr-zeugen), was großen Einfluss auf die Netzdynamik und -stabilität hat. Werden die Lasten wie bisher üblich nur als statische Lasten mit konstanter Impedanz (Z), Strom (I) oder Wirkleistung (Z) nachgebildet oder als dynamische motorische (rotierende) Lasten, kann dies zu Unge-nauigkeiten bis hin zu groben Fehlern in dynamischen Netzsimulationen führen. Diese dynamischen Simulationen spielen eine wichtige Rolle bei der Beurteilung von Stabilität in zukünftigen Energiesystemen.

    Betreuer/in: Anna Pfendler, M.Sc.

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  • Bachelorarbeit, Proseminar

    Hintergrund

    Die niedrigen Investitionskosten von PV-Anlagen bei gleichzeitig hohen Strompreisen machen PV-Anlagen zunehmend attraktiv. Möchte man einen Schritt weitergehen und sich zu großen Teilen eigen versorgen, spielt neben den Investitionskosten der PVAnlage auch die des Batteriespeichers eine Rolle. Zentrale Größen für die Auslegung aus der Sicht der Haushalte ist der resultierende Autarkiegrad und die Eigenverbrauchsquote. Daneben ist für den Netzbetreiber jedoch auch wichtig zu wissen, wie groß der notwendige Netzanschluss der Haushalte sein muss. Es stellt sich die Frage, ob die Zielsetzungen divergieren bzw. welchen Einfluss das Auslegungsverfahren auf die Dimensionierung des Netzanschlusses und die Eigenversorgung besitzen.

    Betreuer/innen: Marcel Böhringer, M.Sc., Achraf Kharrat, M.Sc.

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  • Bachelorarbeit, Proseminar

    Hintergrund

    Die niedrigen Investitionskosten von PV-Anlagen bei gleichzeitig hohen Strompreisen machen PV-Anlagen zunehmend attraktiv. Möchte man einen Schritt weitergehen und sich zu großen Teilen (teil-) autark versorgen, spielt neben den Investitionskosten der PV-Anlage auch die des Batteriespeichers eine Rolle. Die Auslegung solcher Systeme kann beliebig komplex gestaltet werden

    Ein wesentlicher Einflussfaktor auf die Komplexität des

    Problems ist dabei die Auflösung der zugrundeliegenden Messreihen.

    Es stellt sich die Frage, welchen Einfluss die Auflösung

    der Messreihen besitzen und ob sinnvolle Ergebnisse auch mit

    einer geringen Auflösung erzielt werden können.

    Betreuer/innen: Marcel Böhringer, M.Sc., Achraf Kharrat, M.Sc.

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  • Masterarbeit

    Hintergrund

    Die zunehmende Integration dezentraler Erzeugungsanlagen stellt Netzbetreiber und ihre Verteilnetze vor immer größer wer-denden Herausforderungen. Niedrige Investitionskosten bei gleichzeitig hohen Strompreisen machen PV-Anlagen zunehmend attraktiv. Einen maßgebenden Engpass für den Zubau neuer PV-Anlagen bildet hierbei sehr oft die Spannungshaltung im Schwachlastfall. Um hierbei die notwendigen Grenzen einzuhal-ten, gibt der Netzbetreiber dem Anschlussnehmer im Rahmen der Planung des Netzanschlusses ein Verfahren zur Blindleistungsbe-reitstellung vor. Gemäß VDE AR 4105 können drei Verfahren zur Blindleistungsbereitstellung unterschieden werden.

    Betreuer/innen: Marcel Böhringer, M.Sc., Achraf Kharrat, M.Sc.

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  • Masterarbeit

    Hintergrund

    Um einen sicheren Netzbetrieb auch bei steigendem Anteil von Windenergieanlagen zu gewährleisten, sind technische Anschlussregeln für Windparks entstanden. Diese Anschlussregeln geben u.a. das dynamische Verhalten von Windparks nach Netzfehlern vor. In dieser Arbeit soll geprüft werden, inwiefern Permanentmagnet-Synchrongenerator (PMSG) basierende Windparks nach einem Kurzschluss sowie nach einem Kraftwerksausfall zur Netzstabilität beitragen können. Dazu werden in verschiedenen Szenarien die Auswirkungen auf die kurzzeitige Spannungs- und Frequenzstabilität untersucht.

    Betreuer/innen: Xiong Xiao, M.Sc., Anna Pfendler, M.Sc.

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  • Studienarbeit, Bachelorarbeit, Masterarbeit

    Hintergrund

    Im Zuge des Projektes EnEff Campus Lichtwiese werden Wege der Energieeffizienzsteigerung des Campus Lichtwiese der TU Darmstadt erforscht.

    Ziel ist die Verringerung der CO2-Emissionen durch Einsparung von Primärenergien, Sektorenkopplung und verbesserte EnergiemanagementStrategien. Dazu ist der Einsatz neuartiger, effizienterer Betriebsmittel erforderlich, die meist über Leistungselektronik an das elektrische Netz angebunden sind. Diese Betriebsmittel emittieren aufgrund ihrer Funktionalität Oberschwingungen sowohl in den Strom als auch in die Spannung des

    Stromnetzes. Je nach Ausprägung und Sensibilität der ans Stromnetz angeschlossenen Betriebsmittel, können erhöhte Systemverluste, Fehlfunktionen von Betriebsmitteln und Geräuschemissionen die Folge sein. Zur Untersuchung solcher berschwingungsphänomene wurde im Rahmen des Projekts ein Monitoring-System aufgebaut.

    Die damit gemessenen Daten dienen als Forschungsgrundlage

    Betreuer/in: Carl Schweinsberg, M.Sc.

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  • Bachelorarbeit

    Hintergrund

    Die Kenntnis der Spannungsabhängigkeit, wie auch der Frequenzabhängigkeit der elektrischen Lasten bietet einen Vorteil für den Betrieb eines elektrischen Netzes und lässt die Erstellung exakterer Netzmodelle zu. Ist die prozentuale Änderung der Wirk- und Blindleistung einer Last infolge einer Spannungs-/Frequenzänderung bekannt, so kann dieses Wissen zum einen zur Sicherstellung der Spannungs-/Frequenzstabilität genutzt werden. Zum anderen liefert die Kenntnis u.U. auch Vorteile für das Energiemanagement eines Netzes, da durch geschickte Anpassung der Spannungshöhe Blindleistungsbedarfe des Netzes reduziert werden können, ohne die Stabilität des Systems zu gefährden. Vorteile können auch hinsichtlich der Auslastung eines Netzes erreicht werden. Je nach Spannungsabhängigkeit der Lasten kann eine angepasste Spannungshöhe zu einem veränderten Stromfluss im Netz führen, was geringere Netzverluste zur Folge haben kann

    Betreuer/in: Carl Schweinsberg, M.Sc.

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  • Masterarbeit

    Hintergrund

    Der zunehmende Anteil dezentraler Erzeugungsanlagen auf Basis von Photovoltaik und Windkraft sowie die Steigerung der Energieeffizienz des elektrischen Netzes gehen mit einem wachsenden Anteil an leistungselektronischen Betriebsmitteln einher, über die Erneuerbare Energien Anlagen ans Stromnetz angeschlossen und moderne Asynchronmaschinen betrieben werden. Diese (leistungselektronischen) Betriebsmittel emittieren aufgrund ihrer Funktionalität Oberschwingungen sowohl in den Strom als auch in die Spannung des Stromnetzes. Dies führt zu einer Verzerrung beider Größen und zur Abweichung von der idealen Sinusform im Wechselstromnetz. Je nach Ausprägung der Verzerrung und Sensibilität der sonstigen Betriebsmittel, können erhöhte Systemverluste, Fehlfunktionen von Betriebsmitteln und Geräuschemissionen die Folge sein.

    Betreuer/in: Carl Schweinsberg, M.Sc.

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