1. Platz an internationaler Konferenz geht ans IEFE
Am «IEEE international autumn meeting on power, electronics and computing» in Mexiko überzeugte Dr. Jean Dobrowolski die Jury mit seiner Arbeit über die Generatorregelung innerhalb elektrischer Netze. Die Arbeit war Teil einer internationalen Zusammenarbeit mit Forschern der Universität von Mexiko und bekam den 1. Platz verliehen.
Verhältnismässig kurzfristig hatten sich Dr. Jean Dobrowolski und seine Kollegen vom Institut für Energiesysteme und Fluid-Engineering (IEFE) der ZHAW School of Engineering dazu entschieden, an der Forschungskonferenz in Mexiko teilzunehmen. Für eine Woche flogen sie nun nach Übersee, um sich mit Forschenden der Nationalen Autonomen Universität von Mexiko (UNAM) zu treffen, sich über den aktuellen Forschungsstand auszutauschen und an dem internationalen Herbst-Forum «ROPEC 2018» in Ixtapa ihre Arbeit vorzustellen. Die Konferenz selbst fand vom 14. bis 16. November statt. Von der Forschungsgruppe Elektrische Energietechnik und Smart-Grids des IEFEs flogen neben Jean Dobrowolski noch sein Projektleiter Dr. Felix Rafael Segundo Sevilla und der Leiter der Forschungsgruppe Prof. Dr. Petr Korba nach Mexiko.
Ihre Reise führte sie zuerst in die Hauptstadt Mexikos, in der sie einige Tage an Workshops der UNAM teilnahmen und sich mit ihren mexikanischen Partnern über die Zukunft ihres Forschungszweiges austauschten. Im Anschluss fuhren sie in den Westen des Landes, um mit vielen anderen Fachpersonen und Forschenden in der Küstenstadt Ixtapa an dem drei-tägigen Forum teilzunehmen. «Es ist immer eine Chance, unsere Arbeit in einem anderen Land präsentieren zu können und eine objektive Meinung Aussenstehender zu erhalten. Noch besser natürlich, wenn dies an einem so grossartigen Ort wie Mexiko stattfindet», sagt Jean Dobrowolski.
Drei Tage Fachvorträge und spannende Diskussionen
Die Konferenz wird organisiert von der Latein-Amerikanischen Sektion des Berufsverbands Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), mehreren Universitäten und Forschungsverbänden der Region. Die ROPEC-Konferenz möchte während ihrer Durchführung für den geeigneten Rahmen sorgen, indem die Teilnehmenden sich inspiriert fühlen können, einander neue Ideen und Fortschritte zu präsentieren und so die Bereiche Power Systems, Electronics und Informatik gemeinsam voranzutreiben. Während drei Tagen wurden unter dem Titel fünf grosser Schwerpunktfelder Fachvorträge gehalten, Sondersitzungen geführt und angeregt diskutiert. Im Vorfeld mussten sich die internationalen Forschungsteams mit ihren Forschungsdokumentationen für die Teilnahme an der Konferenz bewerben.
Von insgesamt ca. 400 eingereichten Arbeiten, konnten sich rund 200 für die Teilnahme qualifizieren und ihre Ergebnisse in Fachvorträgen präsentieren. Danach wurde aufgrund der Qualität der Präsentation das beste Paper gekürt – und dies war die Arbeit von Jean Dobrowolski. «Die Auszeichnung, die wir während der internationalen IEEE-Konferenz erhalten haben ist der Beweis dafür, dass wir uns mit unserer Forschung auf dem richtigen Weg befinden», sagt Jean Dobrowolski zufrieden.
Die meisten der Teilnehmenden stammten aus dem lateinamerikanischen Raum und den Vereinigten Staaten, nur wenige reisten aus Europa an. Die Schweiz war lediglich durch das IEFE vertreten. Felix Rafael Segundo Sevilla ist ebenfalls stolz auf die Reise: «Die Konferenz gab uns die Möglichkeit, unsere Arbeit über die europäischen Grenzen hinaus zu verbreiten. Der Mehrwert bestand darin, Rückmeldungen von Peer-Forschern zu erhalten, die an ähnlichen Problemen arbeiten, jedoch vermehrt an der Anwendung in Stromnetzen mit unterschiedlichen Strukturen und Eigenschaften.»
Das Geheimnis des Sieges: Innovativ forschen – aber realistisch bleiben
Je mehr Energie unsere Gesellschaft benötigt, desto stärker müssen wir unsere elektrischen Netze ausweiten. Dies erhöht allerdings auch die Komplexität deren Betriebs und die Stromversorgungssysteme werden anfälliger für bereichsübergreifende Schwingungen ihrer Frequenzen. Der Forschungsschwerpunkt des IEFEs liegt in der Stabilitätsbewertung des zukünftigen europäischen Netzes mit massiver Integration erneuerbarer Energien. «Vor allem innerhalb grosser Übertragungssysteme kann es nämlich wegen weiter Distanzen vorkommen, dass einige Generatoren unterschiedlich arbeiten. Dies kann zu sogenannter inter-area Oszillation führen», erklärt Jean Dobrowolski. Gegensätzlich schwingende Generatoren aus verschiedenen geografischen Regionen können im Ernstfall zu einem Zusammenbruch des Systems führen. Das Forschungsprojekt ist Teil der Aktivitäten der Swiss National Science Foundation (SNSF) und der SCCER FURIES, welche durch ihre Forschungsprogramme die Finanzierung ermöglichten.
In seiner Arbeit hat Jean Dobrowolski einen linear quadratischer Gauß-(LQG)-Kontrollansatz zur Dämpfung dieser «inter-area oscillazion» vorgeschlagen, welcher mit einem dynamischen Eigensystemrealisierungsalgorithmus (ERA) gekoppelt wird um ein Modell des Systems zu identifizieren. Diese beiden Konzepte sind in der Forschungsliteratur zwar bereits gut dokumentiert, ihre Kombination stellt jedoch eine Neuheit dar, die eine schnelle und effektive Dämpfungssteuerung ermöglicht. «Unsere Kontrollregelung ermöglicht es, Oszillationen unabhängig vom Ereignis um 25 Prozent stärker zu dämpfen als gängige Regler.» Jean Dobrowolski erklärt sich den Erfolg an der Konferenz durch die «Anpassungsfähigkeit ihres Lösungsvorschlags und deren einfache Integration in bestehende Systeme.» Im Vergleich zu den meisten anderen Lösungen haben sie eine adaptive Methode vorgeschlagen, die in die bestehende Regelungssequenz klassischer Generatoren integriert werden kann und nur auf lokalen Messungen basiert.