2017-09-01  –  2021-06-30

941.106,59 EUR

Technische Universität Hamburg - Institut für Thermofluiddynamik (M21), Hamburg, Hamburg

03ET4048

Querschnittsaufgaben - Systemanalyse [EA3310]

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB4)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI1)

Energie

Ziel des Projektes ist es, die Zuverlässigkeit zukünftiger Energieversorgungssysteme mit hohem Anteil Erneuerbarer Energien mit Hilfe von formal belastbaren Aussagen nachzuweisen und Wege zu finden, diese zu steigern. Um dieses Ziel zu erreichen, wird mit Hilfe von gleichungsbasierten Modellierungsmethoden die Resilienz von gekoppelten Energiesystemen, d.h. die Fähigkeit eines Systems, nach einer lokalen Störung seine Funktion zu erhalten, untersucht. Dazu ist zunächst eine Erweiterung der in dem Vorhaben TransiEnt.EE entwickelten Modelle um räumlich aufgelöste stationäre und dynamische Berechnungen erforderlich. Betrachtet wird das Energiesystem von Norddeutschland, wobei einzelne Bereiche in unterschiedlicher Detailtiefe modelliert werden. Darauf aufbauend sollen Automatisierungskonzepte für gekoppelte Energiesysteme entwickelt werden. Zur Untersuchung der Resilienz ist die Definition von geeigneten kritischen Testfällen nötig. Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen folgende Fragen beantwortet werden: Wie kann ein komplexes Gesamtsystem in sinnvolle Teilsysteme zerlegt bzw. reduziert abgebildet werden, ohne wesentliche Informationen zu verlieren? Wie detailliert müssen Anlagen und Geräte in Abhängigkeit bestimmter Fragestellungen und Automatisierungsaufgaben abgebildet werden? Wie kann der Betrieb eines gekoppelten Energiesystems unter Berücksichtigung verschiedener Vorgaben wie CO2-Minderung oder Wirtschaftlichkeit optimiert werden? Wie resilient ist ein gekoppeltes Energiesystem gegenüber starken Angebots- und Nachfrageschwankungen, dem Ausfall von Komponenten oder Fehlfunktionen in der Automatisierungssoftware? AP 1: Modellierung elektrischer Energienetze AP 2: Modellierung von Kraftwerken und Wärmenetzen AP 3: Modellierung von Gasnetzen und dezentralen Energiesystemen AP 4: Modellreduktion und robuste Simulation AP 5: Untersuchung des dynamischen Verhaltens des Gesamtsystems AP 6: Szenarioanalyse gekoppelter Energiesysteme