Optimierungsmodell

Ein Optimierungsmodell dient zur formalisierten Abbildung und Lösung eines Entscheidungsproblems. Ein Optimierungsmodell besteht aus einer Zielfunktion und mehreren Nebenbedingungen. Anhand der Zielfunktion werden alle verschiedenen Lösungsalternativen bewertet und daraus die optimale Lösung ermittelt. Nebenbedingungen stellen ein Restriktionssystem aus Gleichungen oder Ungleichungen dar. In Energieprozessmodellen sind beispielsweise die technischen, ökonomischen oder ökologischen Eigenschaften der betrachteten Anlagen oder Systeme als Nebenbedingung abgebildet. Für die Lösung des im Optimierungsmodell formulierten Entscheidungsproblems wird der sogenannte Solver eingesetzt. Der Solver enthält den Optimierungsalgorithmus, mit dessen Hilfe die bestmögliche Lösung für das Entscheidungsproblem berechnet wird.

Optimierungsmodelle in der Energiesystemanalyse werden häufig als lineares Optimierungsmodell oder als gemischt-ganzzahliges, lineares Optimierungsmodell formuliert. Andere Formen wie beispielsweise quadratische Optimierungsmodelle oder nicht-lineare Optimierungsmodelle sind weniger verbreitet. Bei linearen Optimierungsmodellen müssen sowohl die Zielfunktion als auch alle Restriktionen mittels linearer Gleichungen mit reellen Variablen beschrieben werden. Darüber hinaus dürfen in gemischt-ganzzahligen Optimierungsmodellen Entscheidungsvariablen verwendet werden, die nur binäre oder ganzzahlige Werte annehmen dürfen.

Optimierungsmodelle können hinsichtlich des Grades der Einbeziehung zukünftiger Ereignisse klassifiziert werden in den myopischen Ansatz sowie die Ansätze der perfekten Voraussicht und des Rollierender Horizont.

Optimierungsmodelle werden in der Energiesystemanalyse einerseits für Einsatzplanungsprobleme eingesetzt, in denen entschieden werden soll, zu welchen Zeitpunkten eine Anlage betrieben wird oder still steht. Andererseits werden Optimierungsmodelle in der Energiesystemanalyse für die Investitionsplanung eingesetzt, um zu entscheiden, zu welchem Zeitpunkt welche Anlage zugebaut werden soll. Es gibt auch Optimierungsmodelle, die eine Investitionsplanung und eine Einsatzplanung miteinander kombinieren.

Synonym(e):

Optimierendes Modell Optimiermodell

Englische Übersetzung(en):

optimization model