M. Sc. Lukas Kölsch
- Wissenschaftlicher Mitarbeiter
- Gruppe:
- Raum: 002
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- lukas koelsch ∂ kit edu
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Campus Süd
Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme
Geb. 11.20 (Engler-Villa)
Kaiserstr. 12
D-76131 Karlsruhe
Lebenslauf
Studium der Elektrotechnik und Informationstechnik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Bachelorarbeit am Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme über die algebraische Identifikation fraktionaler Systeme (2013). Praktische Tätigkeiten in der Abteilung „Plant Optimization“ der Asea Brown Boveri (ABB) AG. Masterarbeit am IRS zur konvexen Betriebsoptimierung von Multi-Domänen-Energienetzen.
Seit Mai 2016 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am IRS.
Forschung
Stabilität
und Ausfallsicherheit in verteilten multimodalen Energienetzen
Marktbedingt und infolge politischer Zielvorgaben werden konventionelle Kraftwerke Schritt für Schritt durch regenerative Energieerzeuger verdrängt. Damit einhergehend steigt die Volatilität im elektrischen Netz: Der Tagesverlauf der elektrischen Einspeisung wird zunehmend schlecht vorhersagbar, schlecht steuerbar und besitzt eine hohe Flankensteilheit. Durch Zusammenschaltung des elektrischen Energieverteilnetzes mit dem lokalen Erdgas- und Wärmenetz sowie ggf. weiteren Energienetzen zu einem multimodalen Gesamtnetz können Ungleichgewichte zwischen momentaner Erzeugung und momentanem Verbrauch über die Domänengrenzen hinweg ausgeglichen werden, während sich gleichzeitig Synergieeffekte hinsichtlich des optimalen Gesamtbetriebspunkts im Vergleich zu den Optimalpunkten der isolierten Einzelnetze ergeben.
Weitgehend unklar ist jedoch bisher, ob und inwiefern eine solche Zusammenschaltung stabilisierend bzw. destabilisierend auf die Einzeldomänen mitsamt ihren bestehenden Stabilisierungsmechanismen wirkt. Hierzu bedarf es einer generalisierten Robustheitsanalyse des Gesamtnetzes, die den heterogenen Systemdynamiken der Einzeldomänen und der Energiekonverter Rechnung trägt. Ziel meiner Forschung ist daher die Entwicklung generischer, systemtheoretischer Methoden zur Beurteilung der Stabilität und Ausfallsicherheit multimodaler Energienetze.
Publikationen
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Optimal Distributed Frequency and Voltage Control for Zonal Electricity Markets
Kolsch, L.; Zellmann, L.; Vyas, R.; Pfeifer, M.; Hohmann, S.
2022. IEEE Transactions on Power Systems, 37 (4), 2666–2678. doi:10.1109/TPWRS.2021.3123088 -
Dynamic Incentives for Optimal Control of Competitive Power Systems. Dissertation
Kölsch, L.
2022, März 15. Karlsruher Institut für Technologie (KIT). doi:10.5445/IR/1000143562 -
Dynamic Incentives for Optimal Control of Competitive Power Systems. Dissertation
Kölsch, L.
2022. KIT Scientific Publishing. doi:10.5445/KSP/1000147941 -
Learning feedback Nash strategies for nonlinear port-Hamiltonian systems
Kölsch, L.; Jané Soneira, P.; Malan, A. J.; Hohmann, S.
2022. International journal of control, 96 (1), 201–213. doi:10.1080/00207179.2021.1986233
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Optimal control of port-Hamiltonian systems: A continuous-time learning approach
Kölsch, L.; Jané Soneira, P.; Strehle, F.; Hohmann, S.
2021. Automatica, 130, 109725. doi:10.1016/j.automatica.2021.109725
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Distributed Frequency and Voltage Control for AC Microgrids based on Primal-Dual Gradient Dynamics
Kölsch, L.; Wieninger, K.; Krebs, S.; Hohmann, S.
2020. IFAC-PapersOnLine, 53 (2), 12229–12236. doi:10.1016/j.ifacol.2020.12.1110 -
Distributed Frequency Regulation for Heterogeneous Microgrids via Steady State Optimal Control
Kölsch, L.; Dupuis, M.; Bhatt, K.; Krebs, S.; Hohmann, S.
2020. IEEE Green Technologies Conference, GreenTech 2020, 1 - 3 April 2020, Oklahoma City, USA. doi:10.1109/GreenTech46478.2020.9289724
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Steady-State Optimal Frequency Control for Lossy Power Grids with Distributed Communication
Kölsch, L.; Bhatt, K.; Krebs, S.; Hohmann, S.
2019. IEEE International Conference on Electrical, Control and Instrumentation Engineering (ICECIE). Proceedings, 1–8, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/ICECIE47765.2019.8974715
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Towards Port-Hamiltonian Modeling of Multi-Carrier Energy Systems: A Case Study for a Coupled Electricity and Gas Distribution System
Strehle, F.; Pfeifer, M.; Kölsch, L.; Degünther, C.; Ruf, J.; Andresen, L.; Hohmann, S.
2018. IFAC-PapersOnLine, 51 (2), 463–468. doi:10.1016/j.ifacol.2018.03.078
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Fractional algebraic identification of the distribution of relaxation times of battery cells
Eckert, M.; Kölsch, L.; Hohmann, S.
2016. 54th IEEE Conference on Decision and Control, CDC 2015; Osaka International Convention Center (Grand Cube)5-3-51 Nakanoshima, Kita-KuOsaka; Japan; 15 December 2015 through 18 December 2015, 2101–2108, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/CDC.2015.7402517