Für die Entwicklung und den Betrieb (dezentraler) Energieversorgungssysteme oder komplexer (verfahrens-)technischer Anlagen ist es wichtig, das Zusammenspiel der physikalischen Einzelkomponenten und -prozesse im Kontext des Gesamtsystems zu verstehen. Immer mehr praktische Fragestellungen, z.B. auf dem Gebiet erneuerbare Energien aber auch der Regelungstechnik, erfordern eine modellbasierte Abbildung der wesentlichen Systemeigenschaften. Dabei spielt die zeitliche Systemdynamik eine wichtige Rolle, eine stationäre Betrachtung allein ist oft nicht ausreichend.
Die Vorlesung Systemsimulation gibt eine Einführung in die gleichungsbasierte, physikalische (System-)Modellierung unter Verwendung der Modellierungssprache Modelica und der kostenfreien Simulationsplattform OpenModelica 1.21.0
Geplante Inhalte sind:
Einführung in die physikalische Modellierung auf Systemebene
Frage der Modellierung technischer Systeme und deren Grenzen
Differenzialgleichungen einfacher Systeme
Begriff des Zustandsraumes
Praktische Grundlagen in Modelica
Einführung in OpenModelica als Simulationswerkzeug
Grundprinzipien Bibliothekserstellung
Begriffe der objektorientierten Programmierung
Frage der Zeitkonstanten, Steifigkeit, Stabilität, Schrittweitenwahl, Solver
Beispiele: Hydraulische Systeme, Wärmeleitung und Regelung
Systembeispiel
Ziel der Veranstaltung ist es die Teilnehmenden in die Lage zu versetzen Modelica als Werkzeug für eigene Projekte einzusetzen.
Pre-requisites:
Grundlegende Module aus dem Maschinenbau, der Energietechnik und der Schiffstechnik, Grundlagen Differenzialgleichungen und lineare Algebra
Rücker, J. (2024). Optimal Scheduling of Flexible Components in Residential Neighborhoods Using Detailed Linear Programming.
2023
Nitz, A. (2023). Die Wärmepumpen im virtuellen Kraftwerk - Untersuchung von Wärmepumpen unter Berücksichtigung unterschiedlicher Funktionsprotokolle innerhalb eines virtuellen Kraftwerks.
2022
Kaya, E. (2022). Simulation des Lebenszyklus‘ einer Lithium Ion Zelle in den stationären EP and instationären EV Anwendungsfällen.
Pauelsen, F.-T. (2022). Implementierung eines Maximum-Power-Point-Tracker für Photovoltaikanlagen in Modelica.
Rücker, J. (2022). Dynamische Untersuchung des Verhaltens elektrischer Komponenten auf Quartiersebene hinsichtlich der Spannungshaltung.
Rüffert, J. (2022). Charakterisierung von Zellen in Verteilnetzen anhand von Bewertungskriterien und die Auswirkungen von punktuell und zeitlich begrenzt auftretenden Lasten.
2021
Helmrich von Elgott, L. (2021). Optimierter Einsatz dezentraler Flexibilität zur Betriebsführung intelligenter sektorgekoppelter Verteilnetze.
Zwinzscher, S. (2021). Entwicklung einer Methodik zur dynamischen Berechnung der Flexibilität eines auf Power-to-Heat basierenden Nahwärmenetzes.