FlexECO

Ein optimales Dispatching-Tool für große vernetzte Multi-Energiesysteme

  • Das Tool stellt gleichzeitig drei Energieträger zur Verfügung: (i) Strom, (ii) Methan und (iii) Wasserstoff
  • Optimierung in stündlicher Auflösung für 8760 Stunden
  • Es wird keine Investitionsentscheidung getroffen. Das Tool wird erweitert, um Investitionsentscheidungsvariablen einzubeziehen 
  • Die Endnachfrage wird explizit pro Nachfragesektor dargestellt, wie z. B. Elektrogeräte, Raum- und Wasserheizung, Prozesswärme, PKWs, öffentliche Verkehrsmittel, leichte LKWs, schwere LKWs, Güterbahn
  • Die (anteiligen) Technologien, die zur Bedienung der Endnachfrage unter Nutzung des entsprechenden Energieträgers eingesetzt werden, werden explizit dargestellt, modelliert als feste oder zeitvariable Wirkungsgrade. Beispiele für solche Technologien sind: Luft-/Wasser-/Erdwärmepumpen (jeweils für Fußboden- oder Radiatorheizung), Batterie-Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge, Wasserstoffkessel, Methankessel, etc.
  • Erzeugungstechnologien: Kernkraft, kohlebefeuerte Wärmekraftwerke, Stromerzeugung auf Methan-/Wasserstoffbasis, Windkraft, Solarenergie, Stauseewasser und Laufwasser, Elektrolyseure, Methanisierungsanlagen
  • Speichertechnologien: Pumpspeicherkraftwerke, Methanspeicher, Wasserstoffspeicher
  • Knotendarstellung: Jeder Knoten kann als (i) Land, (ii) Region innerhalb eines Landes oder (iii) mehrere Länder modelliert werden. 
  • Klimatische Unsicherheiten, die sich auf das Potenzial der Wind-, Solar- und Wasserkrafterzeugung sowie auf die Nachfrage auswirken, werden durch Monte-Carlo-Simulationen berücksichtigt. Da statistische Verteilungen ausgewählter Parameter als Input verwendet werden, ist das Ergebnis die statistische Verteilung jedes Indikators von Interesse.
  • Eine parametrisierte Sensitivitätsanalyse wird durchgeführt, um eine Pareto-Kurve zu identifizieren
  • Das Tool basiert auf einem optimierten C++-Code. (Beispiel für die Leistung: eine 1-Jahres-Simulation in stündlicher Auflösung kann bei Problemen mit einer Größe von bis zu 100 Knoten bis zu 300 Sekunden dauern)
  • Die Eingabedaten werden in Excel bereitgestellt

Eingabedaten:

  • Jährlicher Bedarf an Raum-, Wasser- und Prozesswärme
  • Jährlicher Bedarf an Transport (PKW, leichte und schwere LKW, öffentlicher Verkehr, Güterbahn)
  • Jährlicher Strombedarf
  • Stündliche Zeitreihen des Bedarfs
  • Biomethan-Produktionspotenzial
  • Installierte Kapazitäten der Stromerzeugung
  • Stündliche Zeitreihen der Wind-, Solar- und Laufwasserkraftproduktion
  • Zuflüsse aus Wasserreservoirs
  • Land Pumpspeicherkapazitäten
  • Gasspeicherkapazitäten der Länder
  • Gaspipeline-Transferkapazitäten innerhalb eines Landes
  • Modell des europäischen Stromnetzes (in DC)

T. Demiray, “FlexEco: Ein optimales Dispatching-​Tool für große vernetzte Multi-​Energiesysteme”, 2018.

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