Die Energieagentur Nordbayern arbeitet derzeit mit eine ganzen Reihe von renommierten Partnern am Energiesystem der Zukunft. Ziel des Forschungsprojekts "ESM-Regio" ist es, ein zeitlich hochaufgelöstes Energiesystemmodell in der Größenordnung eines Landkreises zu erstellen, das die vier Sektoren Elektrizität, Gas, Wärme und Verkehr sowie die benötigten Schnittstellentechnologien berücksichtigt. In Szenarienanalysen werden neben Strom- und Gasnachfragen auch Flexibilitäten (wie z.B. Batterie- und Wärmespeicher) und Emissionen erfasst. Ein wesentliches Merkmal des Vorhabens ist der sektorübergreifende Ansatz. Mit Hilfe spezieller Simulationssoftware wird eine ganzheitliche Analyse und Optimierung des Systembetriebs unter Betrachtung der vier maßgeblichen Sektoren des Energiesystems durchgeführt.

Als Modellregion dient das Netzgebiet der Stadtwerke Bayreuth, das sowohl über städtische als auch ländliche Strukturen verfügt. Die Ergebnisse sollten sich deshalb auch leicht auf andere Regionen übertragen lassen.

Simulationssoftware hilft bei der Optimierung

Jeder der vier Sektoren ist in einer dafür geeigneten Software modelliert und detailgetreu abgebildet. Diese Detailmodelle aggregieren die für die Optimierung relevanten Informationen und übertragen sie über Schnittstellen an ein abstrahiertes Sektorenmodell in AnyLogic. Sowohl die abstrahierten Modelle als auch die Optimierung sind mit einer zentralen Simulationssteuerung verbunden, welche das Zusammenspiel der Akteure passend koordiniert und die Ergebnisse in der GUI (Graphical User Interface) visualisiert. Simulation und Optimierung laufen dabei abwechselnd. Sobald Ergebnisse der Simulation bereitstehen, werden diese an die Optimierung gegeben und dadurch neue Erkenntnisse gewonnen. Die nun angepasste Betriebsstrategie wird in Form von neuen Bedarfszeitreihen an die Detailmodelle der Sektoren weitergegeben. Diese berechnen neue Ergebniszeitreihen, welche die Optimierung erneut nutzt, um weiter zu lernen, um präzisere Erkenntnisse zu gewinnen. Dieser Zyklus wiederholt sich, bis die Optimierungsziele erreicht sind.

Projektpartner:

• Lehrstuhl Informatik 7 (Rechnernetze und Kommunikationssysteme) an der FriedrichAlexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
• Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik an der FAU
• Lehrstuhl für Analytics & Mixed-Integer Optimization an der FAU
• Institut für Hochspannungstechnik, Energiesystem- und Anlagediagnose der Hochschule Coburg (IHEA)
• Lehrstuhl für Informatik 3, Professur für Modellierung und Simulation, Julius-MaximiliansUniversität Würzburg
• Stadtwerke Bayreuth
• Energieagentur Nordbayern, Nürnberg
• Cluster Energietechnik, angesiedelt bei der Bayern Innovativ GmbH, Nürnberg

Mehr Informationen gibt es auf der Projekthomepage unter www.esm-regio.de