Der Bereich Fundamental Competences hat die zwei Säulen

• Automation and Electrical Engineering und
• Computer Science and Energy Informatics.

Diese Zweiteilung trägt der Interdisziplinarität des Studiengangs Rechnung, mit der die erforderlichen Aspekte zur Entwicklung und Analyse notwendiger Systemintelligenz im Energiesystem abgebildet werden. Die Lehrangebote aus beiden Bereichen sind daher auch stark inhaltlich vernetzt, um von Beginn an die praktischen Fertigkeiten aus der Informatik, der Elektrotechnik und der ingenieursmäßigen Entwicklung von cyberphysikalischen Energiesystemen zusammenzuführen.

Die Studieninhalte in einzelnen sind:

Dieser Unterbereich vermittelt die theoretischen Kenntnisse und praktischer Fertigkeiten zum Entwurf, Betrieb und Bewirtschaftung elektrischer Energieversorgungssysteme sowie deren modell- und datenbasierten robusten Regelung. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Anbindung und Steuerung dezentralen, regenerativer und prognoseunsicheren Energieanlagen und -systemen sowie existierender Governancestrukturen und -mechanismen (Regeln, Institutionen und Stakeholder liberalisierter Energiesysteme). Diese eher theoretischen Kenntnisse sollen im Anschluss in einem Praktikum in der praktischen Anwendung vertieft werden.

Angebotene Module:

• Modul “Power System Components, Networks, Operation” (6 ECTS)
• Modul “Research Project Digitalised Energy Systems“ (15 ECTS)
• Modul “Digital Technology on Energy Markets” (6 ECTS)

Dieser informatische Unterbereich vermittelt theoretische Kenntnisse und praktische Fertigkeiten zur Modellierung, Organisation und Steuerung verteilter Systeme mit Schwerpunkt auf der Informationsmodellierung energietechnischer Anlagen sowie der Organisation und Steuerung verteilter, vernetzter Systeme. Zudem werden vertiefte Grundlagen der verteilten künstlichen Intelligenz und/oder zur Durchführung großer Co-Simulationsstudien benötigte Fertigkeiten vermittelt. Diese informatischen Kenntnisse müssen ebenfalls in einem Praktikum vertieft werden.

Als Module werden angeboten:

• Modul “Fundamentals of Game Theory in Energy Systems“ (6 ECTS)
• Modul „Simulation-based Smart Grid Engineering and Assessment“ (6 ECTS)
• Modul “Optimal and Model-Predictive Control” (6 ECTS)
• Modul “Practical Course (Energy Informatics)“ (15 ECTS)

Der Bereich Foundations of Digitalised Energy Systems zur Vertiefung und Spezialisierung nach individuellen fachlichen oder beruflichen Interessen umfasst die drei Säulen

• Digitalised Energy System Automation, Control and Optimisation,
• Digitalised Energy System Design and Assessment und
• Innovation Topics and Smart Grids.

Die ersten beiden Unterbereiche spiegeln insbesondere die verschiedenen technischen Systemklassen mit ihren jeweils spezifischen Entwurfs- und Analysemethoden wider. Der Unterbereich Innovation Topics and Smart Grids reflektiert die unterschiedlichen domänenspezifischen Anwendungsperspektiven und bietet den Studierenden Einblicke in aktuelle Entwicklungen und Forschungsthemen.

Die Inhalte dieser drei Bereiche sind:

Dieser Unterbereich vermittelt vertiefte theoretische Kenntnisse und praktische Fertigkeiten zum systematischen Entwurf, zur Implementierung und Evaluation von Informations-, Automatisierungs- und Steuerungssystemen vernetzter, großskaliger Energiesysteme. Im Vordergrund stehen durchgängige Engineering-Prozesse für verteilte Softwaresysteme zur betrieblichen Optimierung (unter Echtzeitanforderungen) elektrischer Energiesysteme.

Folgende Module werden angeboten:

• Modul “Digitalised Energy System Requirements Engineering“ (6 ECTS)
• Modul “Digitalised Energy System Modeling and Control“ (6 ECTS)
• Modul “Distributed Operation in Digitalised Energy Systems” (6 ECTS)
• Modul “Decentralised Nonlinear Model-Based Control in Digitalised Energy Systems” (6 ECTS)
• Modul “Robust Control and State Estimation in Digitalised Energy Systems” (6 ECTS)
• Modul “Special Topics in ‘Energy Informatics’” (6 ECTS)
• Modul “Special Topics in ‘Digitalised Energy Systems’” (6 ECTS)

Es ist mindestens eines der beiden Module

• „inf5109 Decentralised Nonlinear Model-Based Control in Digitalised Energy Systems “
• oder „inf341 Robust Control and State Estimation in Digitalised Energy Systems“

zu absolvieren.

Dieser Unterbereich fasst Module zur praktischen Festigung theoretischer Kenntnisse und Fertigkeiten zur Durchführung und Auswertung von Energiesystemsimulationen sowie zur Vermittlung von Entwurfsmethodiken zusammen. Neben den Grundlagen für systematische Modellierung. Analyse und Implementierung von Kooperations- und Marktmechanismen für dezentral organisierte Energiesysteme werden auch Kompetenzen zur Nachhaltigkeitsbewertung digitalisierter Energiesysteme vermittelt. In den Fundamental Competences vermittelte theoretische Kenntnisse u.a. zur statistische Versuchsplanung oder zur Auswertung von Simulationsexperimenten werden hier praktisch vertieft. Als Module werden angeboten:

• Modul „ Digitalised Energy System Co-Simulation“ (6 ECTS)
• Modul “Uncertainty Modeling for Control in Digitalised Energy Systems” (6 ECTS)
• Modul “Learning-Based Control in Digitalised Energy Systems” (6 ECTS)

Das Ziel dieses Unterbereichs ist die Vermittlung theoretischer Kenntnisse und praktischer Fertigkeiten zum Einsatz innovativer Technologien in der Energiewirtschaft auf Basis aktueller Forschungs- und Demonstrationsprojekte – hierzu zählen u.a. datengetriebene Machine Learning-Verfahren, Multiagentenbasierte Automatisierung und Optimierung, Cyber-Resilience, oder die nutzerzentrische Entwicklung von cyberphysikalischen Energiesystemen. In dieser Säule ist auch die Vorstellung von Ergebnissen aktueller Forschungsprojekte vorgesehen sowie die Einbindung von Vorträgen von Gastwissenschaftler*innen. Durch die Bereitstellung von drei Modulhüllen ist die kurzfristige Integration aktueller Forschungsthemen oder aktueller Themen aus der Praxis jederzeit möglich. 

Im Sinne einer Spezialisierung wählen Studierende zwei der nachfolgenden Module (Seminare):

• Modul „Digitalised Energy System Cyber-Resilience“ (3 ECTS)
• Modul “AI in Energy Systems” (3 ECTS)
• Modul „Socio-technical Energy Systems“ (3 ECTS)
• Modul “Current Topic in ‘Energy Informatics I’” (3 ECTS)
• Modul “Current Topic in ‘Energy Informatics II’” (3 ECTS)
• Modul “Current Topic in ‘Digitalised Energy Systems’” (3 ECTS)