2016-10-01  –  2021-04-30

593.876,33 EUR

Max-Planck-Gesellschaft, vertreten durch das Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, Magdeburg, Sachsen-Anhalt

0324019B

Querschnittsaufgaben - Systemanalyse [EA3310]

01167609/1  –  MathEnergy - Mathematische Schlüsseltechniken für Energienetze im Wandel

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB4)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI1)

Energie

Für eine nachhaltige und CO2-neutrale Energieversorgung muss der gesamte Energiekreislauf in Strom-, Gas- und Wärmenetzen betrachtet werden. Um Netzauslastung bzw. –ausbau versorgungssicher und effizient zu gestalten, sollten Angebot und Bedarf abgeglichen sowie Flexibilitäten zwischen Energieträgern genutzt werden. Dies erfordert sowohl vertikale Kommunikation zwischen den Netzebenen als auch horizontale zwischen den Energieträgern. Trotz rasanter Fortschritte in Hard- und Software ist die Energiewirtschaft für die übergeordneten Monitoring- und Regelungsaufgaben sowie den Daten- und Modellaustausch unzureichend gerüstet. Dieses Manko soll das Verbundvorhaben MathEnergy überwinden. Der Verbund zielt insgesamt auf die Entwicklung einer Software-Bibliothek für hierarchische, parametrische, nichtlineare, geschaltete und dynamische Netzmodelle mit stochastisch variierenden Einflussgrößen sowie Workflows und Standardisierungen zur integrierten Simulation und Analyse von netzübergreifenden Szenarien der Energieversorgung mit Strom und Gas. Der wesentliche Beitrag des MPI ist hierbei die Methodenentwicklung in der Modellordnungsreduktion um eine effiziente Simulation und Analyse zu gewährleisten. Das MPI wird mehrere Modellreduktionsmethoden und Software-Module für die MathEnergy-Software-Bibliothek für hierarchische, parametrische, nichtlineare, geschaltete, dynamische Netzmodelle mit stochastisch variierenden Einflussgrößen entwickeln, zudem Workflows zur Simulation und Analyse von netzübergreifenden Szenarien über die Energieversorgung mit Strom und Gas. Mit Projektpartnern werden netzübergreifende hierarchische Modellierungs- und modellbasierte Monitoring-, Regelungs- und Bewertungskonzepte für den Planungsbereich, Vorbereitungen für den Betrieb und Standardisierungsvorschläge erarbeitet. Für die exemplarische Betrachtung einer Kopplung zwischen Strom- und Gasnetz wird ein dynamisches Modell einer Power-to-Gas-Anlage erstellt.