2016-01-01  –  2020-04-30

118.511,78 EUR

Universität Kassel - Fachbereich 10 Mathematik und Naturwissenschaften - Institut für Mathematik, Kassel, Hessen

0325879B

Querschnittsaufgaben - Systemanalyse [EA3310]

01161166/1  –  Stabile Pfadoptimierung für ein nachhaltiges Energieversorgungssystem mit hohen Anteilen Erneuerbarer Energien

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB4)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI1)

Energie

Ziel des Verbundprojektes PfadE3 ist die Entwicklung eines Modells, welches den Ausbau des Gesamtversorgungssystems über alle relevanten Sektoren (Strom-Wärme-Verkehr) und Zeitperioden (2015 bis 2050) hinweg beschreiben und damit als Grundlage zur Bestimmung eines optimalen und robusten Entwicklungspfades dienen kann. Inhalt dieses Teilvorhabens sind die Entwicklung der mathematischen Techniken zur Lösung der dabei auftretenden Optimierungsprobleme. Dazu sollen einerseits praktisch adäquate und methodisch beherrschbare mathematische Optimierungsmodelle für die mehrstufige Ausbauplanung und andererseits neue methodische Ansätze und algorithmische Techniken zur Beschleunigung von Lösungsverfahren sowohl für die einzelnen Planungsperioden, zu Grunde liegende Kraftwerkseinsatzplanung als auch für die mehrere Perioden übergreifende Ausbauplanung entwickelt, implementiert und getestet werden. Damit sollen einerseits die Werkzeuge für eine allgemein effizientere Lösung derartiger Planungsprobleme geschaffen werden, andererseits soll mit Hilfe dieser Werkzeuge die Robustheit von Ausbauplänen für verschiedene Planungsszenarien und der Einfluss verschiedener Parameter im Rahmen gemeinsamer Studien analysiert und bewertet werden. Basierend auf den Ergebnissen einer zu Beginn durchgeführten mathematischen Analyse des bestehenden Modells zur Kraftwerkseinsatzplanung sollen methodisch beherrschbare Modellerweiterungen zur periodenübergreifenden Ausbauplanung entwickelt sowie geeignete Dekompositions- und Aggregationstechniken zur Reduktion der Lösungszeiten der (Teil-)Modelle und schnelle kombinatorische Verfahren zur näherungsweisen Lösung entwickelt, implementiert und getestet werden. Erfolgreiche Ansätze sollen schließlich in die Simulationsumgebung des IWES integriert und in gemeinsamen Studien zur Optimierung von Ausbaupfaden und zur Bewertung von deren Stabilität eingesetzt werden.