• Zielgruppen
  • Suche
 

Steuerung und Regelung von Windenergieanlagen

Die Steuerung und Regelung nimmt eine zentrale Rolle in der Konzeption, dem Entwurf und dem Betrieb von Windenergieanlagen ein. Sie nimmt die Anpassung der Anlage an die äußeren Bedingungen vor (z.B. Windnachführung, Drehmomentenregelung des Triebstrangs, Pitchregelung, etc.). Ein gut ausgelegter und eingestellter Regler kann die Performanz der Anlage deutlich erhöhen und signifikant mechanische Lasten auf die WEA-Komponenten reduzieren. Im Umkehrschluss kann ein schlecht ausgelegter und eingestellter Regler die theoretisch hohe Performanz hochwertiger Anlagenkomponenten zunichte machen. Es gibt sozusagen keine "gute" Anlage ohne "guten" Regler. Das Modul Steuerung und Regelung von Windenergieanlagen (SRWEA) vermittelt die Grundlagen für die Modellierung, Analyse und Reglersynthese linearer Systeme mit Fokus auf die Anwendung für Windenergieanlagen.

Das Modul wird mit 5 Leistungspunkten bewertet. Es werden insbesondere Studierende des Windenergie-Ingenieurwesens mit wenig Affinität zu Elektrotechnik und Regelungstechnik adressiert (z.B. mit Basiskompetenz Bauingenieurwesen). Das Modul ist darüber hinaus aber auch für Studierende mit der Basiskompetenz Maschinenbau oder Elektrotechnik interessant.

Dozent

PD Dr.-Ing. habil. Adrian Hector Gambier, Lehrbeauftragter, Fraunhofer IWES Bremerhaven

Privatdozent Adrian Gambier verfügt über langjährige Erfahrungen in verschiedensten Bereichen der Regelungstechnik. Er ist seit 2011 als Senior Researcher beim Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik in Bremerhaven beschäftigt und dort für die Entwicklung und Implementierung von Steuerungs- und Regelungs-Modellen zur Gesamtanlagensimulation verantwortlich. 

Vorlesung

 Die Vorlesung des Moduls SRWEA besteht aus folgenden Themenkomplexen:

  • Einführung
  • Modellierung dynamischer Systeme (Aufstellen linearer Differentialgleichungen, Übertragungsfunktionen, Zustandsraumdarstellung, dynamische Modellierung einer Windenergieanlage)
  • Analyse dynamischer Systeme (Analyse im Frequenz- und Zeitbereich, Wurzelortskurven, Stabilitätsanalyse, Steuer- und Beobachtbarkeit)
  • Reglerentwurf (Regelungstechnische Problematik einer Windenergieanlage, PID-Regelung und Parametereinstellung, Kaskadenregelung, individuelle Pitch-Regelung, Echtzeitimplementierung)

Übung

Vorlesungsbegleitend werden betreut Übungsaufgaben bearbeitet. Es finden außerdem regelmäßig CIP-Pool-Übungen am Rechner statt in denen die gewonnenen Erkenntnisse in Form von Simulationen veranschaulicht werden.

Prüfung

Das Prüfungsverfahren wird jeweils zu Beginn des Semesters abhängig von der Studierendenzahl vom Dozenten festgelegt. Im Sommersemester 2014 fand eine mündliche Prüfung statt.