Masterarbeit: Modellierung dezentraler Anlagen für dyn. Stabilitätsstudien in elektrischen Netzen
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. Du möchtest die Umsetzung der Energiewende mitgestalten und an der Schnittstelle von Wissenschaft und Wirtschaft arbeiten?
In der Gruppe Netzregelung und Netzdynamik wird der Themenschwerpunkt Netzstabilität behandelt. Sie ist ein kollaboratives Team aus Ingenieurinnen, Wissenschaftlern, technischem Personal und Studentinnen, das sich dem Verständnis und Management von wechselrichterdominierten Stromnetzen widmet. Zu den Schwerpunkten gehören die Untersuchung der für diese Netze wesentlichen Stabilitäts- und Steuerungsmechanismen und Anforderungen, die Durchführung von Analysen und die Entwicklung von Anwendungen zur Verbesserung der Netzplanung und des Netzbetriebs, außerdem die Integration von inverterbasierten Einheiten in bestehende Netzinfrastrukturen.
Die Arbeit wird zusammen mit der TU Dortmund betreut.
Was Du bei uns tust
In modernen elektrischen Netzen findet ein Paradigmenwechsel von großen zentralen Kraftwerken hin zu dezentralen und erneuerbaren Stromerzeugern und Batteriespeichern statt. Die zahlreichen kleineren Einheiten erhöhen die Komplexität der Stromversorgungssysteme. Insbesondere die dynamische Stabilität (im Zeitrahmen von Millisekunden bis Sekunden) solcher Systeme rückt zunehmend in den Vordergrund, da solche durch leistungselektronische Anlagen dominierten Systeme aufgrund des Fehlens von Synchronmaschinen eine geringere Rotationsträgheit aufweisen. Simulationen zur Bewertung der dynamischen Stabilität verursachen aufgrund der vielen potenziellen Szenarien, die simuliert werden müssen, einen hohen Rechenaufwand. Dies erfordert anspruchsvolle dynamische Simulationsumgebungen und -modelle. Wir entwickeln ein Open-Source-Simulationssoftwarepaket namens PowerDynamics.jl (juliaener-gy.github.io/PowerDynamics.jl/dev/), ein hochmodernes Tool, das auf der wissenschaftlichen Machine-Learning-Umgebung („SciML“) in der modernen Programmiersprache „Julia“ für hochleistungsfähige symbolisch-numerische Berechnungen basiert. Unser Ziel ist es, ein modernes Open-Source-Simulationstool zu entwickeln, das vergleichbar performant zu kommerzieller Software wie DIgSILENT PowerFactory ist und dabei offen und erweiterbar ist. Sie würden an unserem Projekt mitwirken, ein dynamisches Modell des deutschen Übertragungssystems mit Tausenden von Knoten, dezentralen Erzeugern, Speichern und Lasten zu erstellen. Die Hauptaufgaben umfassen:
Was Du mitbringst
- Kenntnisse in Modellierungssprachen wie ModelingToolkit.jl/Modelica/Simulink
- Kenntnisse in numerischer (Zeitbereichs-)Simulation
- Kenntnisse in dynamischen Modellen von Energiesystemen (Leistungselektronik-Umrichter, Synchronmaschinen, Netzformungssteuerung usw.)
- Kenntnisse in Regelungstechnik
Was Du erwarten kannst
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.
Im Rahmen der Masterarbeit besteht außerdem die Möglichkeit als wissenschaftliche Hilfskraft, mit einem dir passenden Stundenumfang (60 Stunden ) tätig zu sein. Die Stelle ist zunächst auf 12 Monate befristet. Ausnahmen für eine kürzere Laufzeit sind grundlegende betriebliche Gründe, der persönliche Wunsch des Studierenden oder das Ende des Studiums. 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 (inkl. Lebenslauf, Anschreiben und Arbeitszeugnisse/Leistungsnachweis). Wir freuen uns darauf, Dich kennenzulernen!
Fragen zu dieser Position beantwortet Dir gerne:
Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE
Kennziffer: 81182 Bewerbungsfrist: 31.10.2025
Stellensegment:
Open Source, Technology