2016-10-01  –  2021-01-31

740.818,00 EUR

PSI Software SE, Berlin, Bayern

0324019G

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. Wie gefährlich es sein kann, zu zaghaft zu denken, zeigen nicht zuletzt die Ereignisse in der Ukraine oder der Weltklimabericht. Um Netzauslastung bzw.- ausbau sicher zu gestalten, sollten einerseits Angebot und Bedarf abgeglichen und Flexibilitäten genutzt werden. Dies erfordert verlustarme Fernübertragung und vertikale Kommunikation zwischen Netzebenen. Andererseits kann Gas nicht nur verstromt werden, sondern Strom z.B. per Brenngassynthese gespeichert und Abwärme in Fernwärmenetze eingespeist werden. Dies verlangt Kommunikation zwischen Netzen für unterschiedliche Energieträger -immer unter Beachtung der Versorgungssicherheit und der Strom- und Gasqualität. Trotz Fortschritte in der Informationstechnologie sind wir für die übergeordneten Monitoring- und Regelungsaufgaben sowie den Daten- und Modellaustausch noch nicht gerüstet. Entsprechende netzübergreifende Modell und modellbasierte Algorithmen fehlen - ein zentral unterschätzter Flaschenhals, dem wir mit einem Konsortium aus Ingenieuren, Naturwissenschaftlern und Mathematikern begegnen wollen. Die Projektpartner werden eine grundlegende Software-Bibliothek für hierarchische parametrische, nichtlineare, geschaltete und dynamische Netzmodelle mit stochastisch variierenden Einflussgrößen entwickeln, zudem Workflows zur integrierten Simulation und Analyse von netzübergreifenden Szenarien über die Energieversorgung mit Strom und Gas. Im Fokus stehen Methoden zur Modellreduktion und Abschätzung von Unsicherheiten durch Auswahl realistischer Szenarien. Gemeinsam mi Netzbetreibern und Herstellern von Leittechnikkomponenten und Steuerungssoftware werden netzübergreifende dynamische Modelle und modellbasierte Monitoring-, Regelungs- und Bewertungskonzepte für den Planungsbereich, für Vorbereitungen und für den Betrieb, sowie Standardisierungsvorschläge erarbeitet.