Bastian Ritter, Home

Bastian Ritter, M.Sc.

Arbeitsgebiet(e)

  • Physikalische Modellbildung und Systemanalyse von Windenergieanlagen
  • Entwurf von nichtlinearen Zustandsschätzern und Störgrößenbeobachtern
  • Mehrgrößenregelung von (schwimmenden) Windenergieanlagen
  • Parameterschätzung und Systemidentifikation von nichtlinearen Systemen

Lehre

  • Betreuung von Studierenden im Rahmen des Forschungsseminars „Weiterführende Methoden der Regelungstechnik“

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Forschungsprojekt

Erich Hau 2008
Quelle: Erich Hau, Windkraftanlagen (2008)

Projektbeschreibung und Ziele

In Kooperation mit Industrial Science und IAV werden verschiedene Methoden der Regelungs-technik zur aktiven mechanischen Lastreduktion an Windenergieanlagen untersucht. Wie im Bild rechts angedeutet ist, wirken auf Windenergieanlagen diverse mechanische und aerodynamische Kräfte, z.B. durch turbulente Windfelder. Zudem nimmt mit steigendem Rotordurchmesser der Effekt der vertikalen Windscherung zu, wodurch die Rotorblätter selbst bei (fiktiven) stationären Windverhältnissen wechselnden mechanischen Belastungen mit dem Rotorumlauf ausgesetzt sind.

Durch intelligente Regelungskonzepte, die alle vorhandenen Stellaktoren nutzen, können diese Belastungen der Anlage nachweislich signifikant reduziert werden. Mit wachsender Anlagengröße, d.h. mit einem Rotordurchmesser von 150 Meter und mehr, steigen die mechanischen Belastungen an und es ist zu erwarten, dass die Methoden zur lastreduzierenden Regelung zukünftig noch an Bedeutung für die Betriebsführung gewinnen werden.

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Publications in Journals

(1) Bastian Ritter, Axel Schild, Matthias Feldt, Ulrich Konigorski: The design of nonlinear observers for wind turbine dynamic state and parameter estimation, Journal of Physics: Conference Series, Vol. 753 (2016) 052029, pp. 1-12, Sept. 2016, DOI: 10.1088/1742-6596/753/5/052029

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Conference contributions

(4) Bastian Ritter, Axel Schild, Matthias Feldt, Ulrich Konigorski: The design of nonlinear observers for wind turbine dynamic state and parameter estimation, 6th edition of the conference „The Science of Making Torque from Wind“ (TORQUE2016), October 5-7, 2016, Munich, Germany, http://www.torque2016.org

(3) Bastian Ritter, Axel Schild, Ulrich Konigorski: „Making nonlinear state estimation techniques ready for use in industrial wind turbine control systems“, Proc. of WindEurope Summit 2016, September 27-29, Hamburg, Germany, https://windeurope.org/summit2016/conference/programme/

(2) Bastian Ritter, Ulrich Konigorski: Advanced multivariable control design for modern multi-MW wind turbines, Proc. of the 11th EAWE PhD Seminar on Wind Energy in Europe, 23.-25.9.2015, Stuttgarter Lehrstuhl für Windenergie (SWE), Stuttgart, Germany, http://eawephd2015.sciencesconf.org/

(1) Bastian Ritter, Holger Fürst, Mike Eichhorn, Ulrich Konigorski: Multivariable model for simulation and control design of wind turbines, Proc. of the 12th German Wind Energy Conference (DEWEK 2015), 19.-20.5.2015, Bremen, Germany, http://www.dewek.de

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Contributions to lectures

Titel: „Regelung und Modellierung von Windenergieanlagen“, Beitrag zur Vorlesungsreihe Wind-, Wasser- und Wellenkraft – Optimierung und Skalierung von Fluidkraftsystemen am Institut für Fluidsystemtechnik (FST), Technische Universität Darmstadt, 16.11.2016, 9:50-11:20 Uhr in L1|01-K466, Weitere Informationen: http://www.fst.tu-darmstadt.de/

Vortragstitel: „Nichtlineare Beobachter zur Zustands- und Störgrößenschätzung“, Beitrag zum Forschungsseminar „Weiterführende Methoden der Regelungstechnik“ am Institut für Regelungstechnik und Mechatronik, Technische Universität Darmstadt, 23.6.2016, http://www.rtm.tu-darmstadt.de/rtm_lehre/

Vortragstitel: „Regelung von Windenergieanlagen – eine systemtheoretische Einführung“, Beitrag zur Vorlesungsreihe „Wind, Wasser, Wellenkraft“ am Institut für Fluidsystemtechnik, Technische Universität Darmstadt, 11.11.2015, http://www.fst.tu-darmstadt.de/

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Literature and references for student work

Interesting books, conference and journal articles, as well as internet links with special emphasis on state and parameter estimation:

The Kalman Filter and its derivatives

Least-Squares Estimation

Moving Horizon Estimation

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Open and assigned student topics

Title / Topic Type Status
Future topics   start in…
Optimal wind farm control for power maximization and fatigue load reduction Master-Thesis 05/2017
Nonlinear Moving Horizon Estimation for wind turbine control and monitoring Master-Thesis 05/2017
Modeling and control of floating offshore wind turbines Master-Thesis 06/2017
Literature research on wind farm power and wake control Proseminar 04/2017
   
Assigned topics and work in progress   
Literature research on empirical measures for practical nonlinear observability and identifiability Proseminar  
Development of a test bench for real-time evaluation of nonlinear state observers Bachelor-Thesis  
Nonlinear model predictive control for glucose regulation (external supervision for thesis at DTU) Master-Thesis (external)  
Literaturrecherche und Untersuchung von analytischen aerodynamischen Modellen für Windturbinen Proseminar in progress
Systematischer Entwurf und Implementierung adaptiver Kalman Filter für nichtlineare Systeme Master-Thesis in progress
Development of a test platform for the main control system of
MW-scale wind turbines (external supervision for industrial thesis)
Master-Thesis (external) in progress
Entwicklung und Aufbau eines Demonstrators zur modellbasierten Windschätzung mit Raspberry Pi Bachelor-Thesis in progress
Wind turbine system identification using least square and moving horizon estimation techniques Bachelor-Thesis in progress
Literature research on state and parameter estimation for wind turbines Proseminar in progress
Literature research on adaptive Kalman filtering for wind turbines Proseminar in progress
   

Completed theses and assignments

Title of the thesis Type Finalized
   
   
Implementierung der DTU-10MW Windturbine in FAST Bachelor-Thesis 12/2016
Beobachtbarkeitsanalyse für Windenergieanlagen Bachelor-Thesis 11/2016
Modelling and Control of Floating Wind Turbines Master-Thesis 10/2016
Bewertung der Leistungsfähigkeit nichtlinearer Filteralgorithmen zur Zustands- und Störgrößenschätzung Bachelor-Thesis 10/2016
Exploring sequential Monte Carlo and unscented particle filters for nonlinear and non-Gaussian estimation Forschungsseminar 09/2016
A survey on linear adaptive Kalman filtering and suitable adaptation rules for filter parameter update Forschungsseminar 09/2016
Implementation and testing of Sigma-Point Kalman Filters in Simulink for nonlinear estimation Bachelor-Thesis 08/2016
Modellierung und Regelung von schwimmenden Windenergieanlagen Projektseminar 03/2016
Nonlinear approaches to estimate the state of a wind turbine Master-Thesis 03/2016
Modellbildung, Simulation und Regelung von WEA zur Gier- und Nickmomentkompensation Master-Thesis 01/2016
Linear model predictive control of wind turbines with constraints Bachelor-Thesis 01/2016
Theoretische Untersuchung und Bewertung von aktiven und passiven Methoden zur Turmschwingungsdämpfung Bachelor-Thesis 12/2015
Entwurf einer Zustandsrückführung mit reduziertem Beobachter für eine 5 MW-Windturbine Bachelor-Thesis 09/2015
Implementation and testing of estimators for rotor effective wind speed Bachelor-Thesis 06/2015
Using Park's-Transformation for wind turbine control Proseminar 06/2015
Overview of model predictive control (MPC) for wind turbine application Proseminar 05/2015
Estimation of rotor effective wind speed Proseminar 03/2015
Modellierung und Regelung einer Windkraftanlage zur Reduzierung dynamischer Lagerlasten Master-Thesis 11/2014
Analyse und Vergleich zweier Simulationswerkzeuge zur aero- und elastodynamischen Berechnung von Windkraftanlagen Master-Thesis 10/2014
Optimization of floating wind turbines by modeling a control prototype Master-Thesis 10/2014

Praktika & Werkstudententätigkeit

Beim Projektpartner Industrial Science werden immer engagierte Studierende gesucht, die sich bereits während des Studiums als Werkstudent/In mit interessanten technischen Aufgabenstellungen befassen wollen. Weiterhin besteht die Möglichkeit bei Industrial Science studentische Pflicht- oder freiwillige Praktika zu absolvieren.

Mehr Infos: http://www.industrial-science.de

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Stellenausschreibungen für Absolventen und Studierende bei Industrial Science

  • ab sofort ist eine Position als Entwicklungsingenieur im Bereich der Modellbasierten Regelung von Batchprozessen zu besetzen (Stand: 24.1.2017)

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Publications & Conference Contributions

Gruppiere nach: Datum | Typ des Eintrags | Keine Gruppierung
Springe zu: 2016 | 2015 | 2013 | 2012
Anzahl der Einträge: 11.

2016

Ritter, Bastian ; Schild, Axel ; Feldt, Matthias ; Konigorski, Ulrich :
The design of nonlinear observers for wind turbine state and parameter estimation.
EAWE Torque Conference 2016 - The Science of Making Torque from Wind
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2016)

Ritter, Bastian ; Schild, Axel ; Konigorski, Ulrich :
Making nonlinear state estimation techniques ready for use in industrial wind turbine control systems.
[Online-Edition: https://windeurope.org/summit2016/conference/programme/info....]
In: Wind Europe Summit 2016, 27.-29.9.2016, Hamburg.
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2016)

Ritter, Bastian ; Konigorski, Ulrich :
Entwurf nichtlinearer Beobachter zur Zustands- und Störgrößenschätzung für Windenergieanlagen.
Karlsruher Regel-Kreis 2016
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2016)

Schild, Axel ; Gros, Sebastien ; Ritter, Bastian :
High performance nonlinear model predictive control for wind turbines.
[Online-Edition: https://windeurope.org/summit2016/conference/programme/info....]
In: Wind Europe Summit 2016, 27.-29.9.2016, Hamburg.
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2016)

Ritter, Bastian ; Chrysalidis, Niko ; Konigorski, Ulrich :
Application of nonlinear Kalman filters to wind turbine state observation.
Proceedings of 12th EAWE PhD Seminar on Wind Energy in Europe
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2016)

Ritter, Bastian ; Schild, Axel ; Feldt, Matthias ; Konigorski, Ulrich :
The design of nonlinear observers for wind turbine dynamic state and parameter estimation.
[Online-Edition: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/753/5/05...]
In: Journal of Physics: Conference Series, 753 (5) 052029.
[Artikel], (2016)

2015

Ritter, Bastian ; Konigorski, Ulrich ; Eichhorn, Mike :
Overview of advanced control design for optimal wind turbine operation.
Energy, Science & Technology - International Conference and Exhibition (EST 2015) Karlsruhe, Germany
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2015)

Ritter, Bastian ; Fürst, Holger ; Konigorski, Ulrich ; Eichhorn, Mike :
Multivariable model for simulation and control design of wind turbines.
Proceedings of the 12th German Wind Energy Conference (DEWEK) Bremen, Germany
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2015)

Ritter, Bastian ; Konigorski, Ulrich :
Advanced multivariable control design for modern multi-MW wind turbines.
In: Proceedings of the 11th EAWE PhD Seminar on Wind Energy in Europe Stuttgart, Germany
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2015)

2013

Kubasiak, Nicolai ; Ritter, Bastian :
Verfahren zur Identifikation des Drehschwingungsverhaltens von Bogenoffsetdruckmaschinen.
In: 8. VDI-Fachtachtagung Schwingungen in Antrieben 2013. In: VDI-Berichte, 2197 .
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2013)

2012

Mink, Fabian ; Kubasiak, Nicolai ; Ritter, Bastian ; Binder, Andreas :
Parametric model and identification of PMSM considering the influence of magnetic saturation.
In: Proceedings of the 13th IEEE International Conference on Optimization of Electrical and Electronic Equipment (OPTIM) 2012.
[Konferenz- oder Workshop-Beitrag], (2012)

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