Studentische Arbeiten
Liebe Studierende, an unserem Lehrstuhl findet Ihr an vielfältiges Angebot an verschiedenen Arbeiten. Neue Themen werden regelmäßig ausgeschrieben und hier veröffentlicht. Solltet Ihr selber Ideen und Wünsche haben, zögert nicht unsere Mitarbeiter:innen selbst anzusprechen.
Folgende Arbeiten stehen derzeit zur Verfügung:
M: Untersuchung der Anwendbarkeit von Large Language Models zur Konfiguration von Schutzrelais
Allgemeine Informationen:
Zeitraum: ab sofort
Betreuer: Georg Kordowich
Keywords: LLMs, Schutztechnik
Beschreibung:
Die Konfiguration von Schutzrelais in elektrischen Netzen ist eine komplexe und zeitaufwendige Aufgabe, die umfangreiches Fachwissen und Erfahrung erfordert. In jüngster Zeit haben Large Language Models (LLMs) erhebliche Fortschritte gemacht und zeigen Potenzial, auch in spezialisierten technischen Bereichen eingesetzt zu werden. Diese Masterarbeit untersucht, inwieweit LLMs zur Automatisierung und Unterstützung der Konfiguration von Schutzrelais verwendet werden können. Die Arbeit wird in Kooperation mit einer Expert-Consulting Abteilung der Siemens AG durchgeführt.
Inhalt:
- Aufbau einer Toolchain zum schnellen Verarbeiten der Daten
- Entwicklung und Durchführung von Tests zur Evaluierung der LLMs
- Dokumentation und Bewertung der Ergebnisse
Voraussetzungen:
- Grundkenntnisse in Elektrotechnik sind wichtig
- Vorkenntnisse im Programmieren, speziell Python, sind wünschenswert
B/PA: Extension of Co-Simulation Frameworks for Power System Analysis via Negative and Zero Sequence Signal Exchange
Allgemeine Informationen:
Zeitraum: ab sofort
Betreuer: Bernd Schweinshaut
Keywords: Co-Simulation
Background:
Co-simulation enables the coupling of multiple simulation tools at runtime to leverage their strengths, reduce computation time, and avoid complex model conversions. It also allows combining different simulation modes, such as RMS and EMT. Several tools have already been coupled using shared memory for data exchange and synchronization. So far, the focus has been on positive sequence signals; this thesis extends the approach to also include negative and zero sequence signals for greater accuracy.
Content:
The goal of this thesis is to extend the existing co-simulation framework by integrating the exchange of negative and zero sequence signals. The work will include:
- Conducting a literature review on co-simulation methodologies
- Familiarization with the selected simulation tool(s)
- Building a test network and implementing co-simulation with negative and zero sequence signal exchange
- Analyzing and evaluating the simulation results
Prerequisites:
- Independent and structured way of working
- Motivation for electrical power engineering
- Basic knowledge of electrical power systems (e.g., lecture GEEV)
- Beneficial but not mandatory: experience with power system simulation tools (PSS®SINCAL/NETOMAC, DIgSILENT® PowerFactory, MATLAB®/Simulink, RSCAD)
FP: Integration eines Schutzalgorithmus in Echtzeit auf RTDS Simulatoren
Allgemeine Informationen:
Zeitraum: ab sofort
Betreuer: Jonathan Löbel
Keywords: Echtzeit, Netzsimulation, Schutztechnik
Hintergrund:
Der Anteil von Erneuerbaren Energien nimmt massiv zu. Der Großteil der Anlagen ist über Umrichter an das elektrische Netz angeschlossen. Das Verhalten dieser Umrichter unterscheidet sich grundsätzlich von dem klassischer Synchrongeneratoren. Auch in dem Fall eines Kurschlusses ist dies der Fall. Schutztechnik ist auf das Verhalten klassischer Einspeiser ausgelegt. Um auch in diesen Fällen einen sicheren und stabilen Betrieb zu gwwährleisten werden neue Schutzalgorithmen entwickelt, oder bestehende erweitert. Diese müssen in Echtzeit validiert werden, um ihre Performance zu gewährleisten.
Herausforderung:
Die am EES entworfenen Schutzalgorithmen liegen in MATLAB Simulink vor. Diese sollen in die Echtzeitumgebung von RTDS überführt werden. Hierfür stehen mehrere Optionen zur Verfügung. Einserseits die direkte Integration in das Simulationsprogramm RSCAD oder die parallele Simulation auf Opal-RT-Echtzeitrechnern in MATLAB. Im Zuge der Arbeit soll mindestens eine der beiden Optionen realisiert werden.
Inhalt:
- Einarbeitung in Echtzeitsimulation
- Einarbeitung in Echtzeit-Simulationsprogramme RSCAD oder RT-LAB
- Validierung der Schutzalgorithmen in Echtzeit
Voraussetzungen:
- Strukturierte und eigenständige Arbeitsweise
- Motivation für Elektrische Energietechnik
- Grundlagen der elektrischen Energieversorgung (GEEV)
- Planung elektrischer Energieversorgungsnetze (PEEV) oder Schutz- und Leittechnik (SLT) von Vorteil
B/FP/PA: Netzwiederaufbau nach Blackout – Simulation mit PowerFactory
Allgemeine Informationen:
Zeitraum: ab sofort
Betreuer: Simon Linnert
Keywords: Blackout, Netzwiederaufbau, Automatisierung, PowerFactory
Hintergrund:
Großflächige Stromausfälle wie auf der Iberischen Halbinsel im Frühjahr 2025 zeigen, wie kritisch eine koordinierte Wiederherstellung der Versorgung ist. Netzoperatoren müssen unter hohem Zeitdruck komplexe Entscheidungen treffen. Netzwiederaufbau-Simulatoren helfen dabei, Wiederaufbaupläne zu testen und Operatoren auf seltene Szenarien vorzubereiten.
Herausforderung:
Ziel ist es, solch einen Simulator in Python modularisiert neu aufzubauen und via PowerFactory’s Python-API auf das Netzmodell in der Simulationsumgebung zuzugreifen. Dies erlaubt flexible Erweiterbarkeit (z. B. für KI-Anwendungen) und ermöglicht die Automatisierung komplexer Simulationen.
Inhalt:
- Analyse des bestehenden DPL-basierten Simulators
- Entwicklung einer Python-basierten Architektur zur modularen Steuerung
- Implementierung zentraler NWA-Funktionen (Schalten, Laständerung,
Frequenztrigger, Zeitschritte, Logging) - Abbildung typischer Use Cases (z. B. Schwarzstart, Schutzreaktion)
- Dokumentation und Vergleich mit DPL-Vorlage
Voraussetzungen:
- Grundlegendes Verständnis der elektrischen Energietechnik (GEEV, BKE)
- Bereitschaft zur Einarbeitung in PowerFactory
- Fortgeschrittene Programmierkenntnisse in Python
Bedeutung
B: Bachelorarbeit
M: Masterarbeit
PA: Projektarbeit
SA: Seminararbeit
FP: Forschungspraktikum