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Universität Erlangen-Nürnberg

Master of Science Informatik

Prof. Dr.

2024

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Modellierung, Optimierung und Simulation von Energiesystemen - Cheatsheet
Modellierung, Optimierung und Simulation von Energiesystemen - Cheatsheet Mathematische Modellierungstechniken in Energiesystemen Definition: Mathematische Modellierungstechniken beschreiben und analysieren Energiesysteme mithilfe von mathematischen Konzepten und Modellen. Details: Verwenden von Differentialgleichungen zur Beschreibung dynamischer Systeme. Gleichgewichtszustände durch algebraische...

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Modellierung, Optimierung und Simulation von Energiesystemen - Exam
Modellierung, Optimierung und Simulation von Energiesystemen - Exam Aufgabe 1) Mathematische Modellierung von Energiesystemen Ein Energieversorgungsunternehmen möchte seine Einsatzplanung für eine Woche optimieren. Das Unternehmen betreibt mehrere Kraftwerke, die Strom zu unterschiedlichen Kosten und Emissionswerten erzeugen. Zudem müssen die Marktanforderungen und Umweltauflagen berücksichtigt we...

Modellierung, Optimierung und Simulation von Energiesystemen - Exam

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Was beschreibt mathematische Modellierungstechniken in Energiesystemen?

Welche mathematischen Werkzeuge werden zur Modellierung von dynamischen Systemen verwendet?

Welche Methoden sind wichtig für die Planung und den Betrieb von Energiesystemen?

Was versteht man unter lineare Optimierung in Energiesystemen?

Welche Ziele verfolgt die Optimierung von Energiesystemen?

Welche typischen Modelle werden bei der Optimierung von Energiesystemen verwendet?

Was ist eine Monte-Carlo-Simulation?

Wozu dient die Monte-Carlo-Simulation in Energiesystemen?

Wie berechnet man die Varianz in einer Monte-Carlo-Simulation?

Was ist agentenbasierte Modellierung (ABM) in Energiesystemen?

Welche Entitäten können durch Agenten repräsentiert werden?

Wofür wird die agentenbasierte Modellierung häufig verwendet?

Was ist das Ziel der Zeitreihenanalyse für Energiesysteme?

Welche Methoden werden in der Zeitreihenanalyse für Energiesysteme verwendet?

Welche Software-Tools werden in der Zeitreihenanalyse für Energiesysteme verwendet?

Was ist der Unterschied zwischen heuristischen und metaheuristischen Optimierungsmethoden?

Welche Beispiele gibt es für metaheuristische Optimierungsalgorithmen?

Welche Parameter sind besonders wichtig bei genetischen Algorithmen?

Was sind die primären Herausforderungen der Integration von erneuerbaren Energiesystemen?

Welche Techniken werden zur Integration von erneuerbaren Energien in bestehende Stromnetze verwendet?

Welche mathematischen Modelle werden in der Optimierung von Energiesystemen verwendet?

Was ist der Unterschied zwischen statischen und dynamischen Simulationen in Energiesystemen?

Welche mathematischen Modelle werden für dynamische Simulationen verwendet?

Welche Gleichung beschreibt das Gleichgewicht in einem System?

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Diese Konzepte musst du verstehen, um Modellierung, Optimierung und Simulation von Energiesystemen an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

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Grundlagen der Energiesystemmodellierung

Dieser Abschnitt behandelt die fundamentalen Konzepte und Prinzipien der Energiesystemmodellierung. Studierende lernen, wie Energiesysteme systematisch analysiert und modelliert werden können.

  • Einführung in Energiesysteme
  • Mathematische Modellierungstechniken
  • Datenquellen und -verarbeitung
  • Systemanalyse und -design
  • Nachhaltigkeitsbewertungen
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Optimierungsmethoden für Energiesysteme

In diesem Abschnitt werden die verschiedenen Methoden und Algorithmen für die Optimierung von Energiesystemen vorgestellt. Der Fokus liegt dabei auf der Effizienzsteigerung und Kostenminimierung.

  • Lineare und nichtlineare Optimierung
  • Dynamische Programmierung
  • Heuristische und metaheuristische Methoden
  • Mehrzieloptimierung
  • Anwendung von Optimierungssoftware
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Simulationstechniken

Simulationstechniken sind entscheidend für das Verständnis des Verhaltens und der Leistungsfähigkeit von Energiesystemen. Dieser Abschnitt behandelt die verschiedenen Arten von Simulationen und deren Anwendungen.

  • Statische und dynamische Simulationen
  • Monte-Carlo-Simulationen
  • Agentenbasierte Modellierung
  • Zeitreihenanalyse
  • Simulationssoftware und Tools
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Anwendungen und Fallstudien

Dieser Abschnitt bietet praxisnahe Einblicke in reale Fallstudien und Anwendungen der theoretisch erlernten Konzepte. Dies hilft Studierenden, das Gelernte auf konkrete Probleme anzuwenden.

  • Energiesysteme für erneuerbare Energien
  • Stromnetzmanagement
  • Elektrische Energiespeicherung
  • Smart Grids
  • Analyse von Industrieprojekten
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Projektarbeit und praktische Übungen

Durch projektbasierte Arbeit und praktische Übungen werden Studierende in die Lage versetzt, die theoretisch erlernten Inhalte eigenständig anzuwenden und zu vertiefen.

  • Kleine Projektarbeiten während des Semesters
  • Praktische Übungen zur Festigung der Kenntnisse
  • Teamarbeit und Kommunikationsfähigkeiten
  • Präsentationen und schriftliche Berichte
  • Anwendungsorientierte Problemstellungen
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Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Modellierung, Optimierung und Simulation von Energiesystemen an Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Die Vorlesung 'Modellierung, Optimierung und Simulation von Energiesystemen', angeboten von der Universität Erlangen-Nürnberg, bietet Dir die Möglichkeit, ein fundiertes Verständnis für die aktuellen Methoden und Techniken im Bereich der Energiesysteme zu entwickeln. Mit theoretischen und praktischen Einheiten wirst Du umfassend in die Themen Modellierung, Optimierung und Simulation eingeführt. Spezielle Übungen und Projektarbeiten ermöglichen Dir, das Gelernte direkt anzuwenden und zu vertiefen. Am Ende des Semesters erwartet Dich eine schriftliche Prüfung, zusätzlich zu den während des Semesters abzugebenden Projektarbeiten. Das Modul wird im Wintersemester angeboten und deckt wichtige Themen wie die Grundlagen der Energiesystemmodellierung, Optimierungsmethoden für Energiesysteme, Simulationstechniken und Anwendungen sowie Fallstudien ab.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Die Vorlesung umfasst theoretische und praktische Einheiten, die einen umfassenden Einblick in die Modellierung, Optimierung und Simulation von Energiesystemen bieten. Die Vorlesung wird durch Übungen und Projektarbeiten ergänzt.

Studienleistungen: Am Ende des Semesters findet eine schriftliche Prüfung statt. Zusätzlich müssen kleinere Projektarbeiten während des Semesters abgegeben werden.

Angebotstermine: Das Modul wird im Wintersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Grundlagen der Energiesystemmodellierung, Optimierungsmethoden für Energiesysteme, Simulationstechniken, Anwendungen und Fallstudien

So bereitest Du Dich optimal auf die Prüfung vor

Beginne frühzeitig mit dem Lernen, idealerweise schon zu Beginn des Semesters, um Dir die nötige theoretische Basis anzueignen.

Nutze verschiedene Ressourcen, wie Bücher, Übungsaufgaben, Karteikarten und Probeklausuren, um dein Wissen zu vertiefen.

Schließe Dich Lerngruppen an und tausche Dich mit anderen Studierenden aus, um gemeinsam Lösungsstrategien zu entwickeln.

Vergiss nicht, regelmäßige Pausen einzulegen und in diesen Zeiten komplett abzuschalten, um eine Überbelastung zu vermeiden.

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