WeatherAggReOpt

Entwicklung von Aggregations- und Reduktionsmethoden zur Implementierung disaggregierter Einspeiseprofile erneuerbarer Energien in Energiesystemmodellen 

Gefördert durch

Motivation

Im Hinblick auf die Entwicklung eines zukunftsfähigen Energiesystems kommen optimierenden Energiesystemmodellen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung eine wichtige Rolle zu. Sie bieten die Möglichkeit, eine optimale Zusammensetzung und die Entwicklung des Technologiemix sowie betriebliche Entscheidungen und Energieflüsse im Hinblick auf eine vorgegebene Zielfunktion (z. B. Minimierung der Systemkosten unter einer vorgegebenen Emissionsrestriktion) zu erhalten.

Eine solche integrale Optimierung von Kraftwerken, Speichern und Netzen wird allerdings nur (mit vertretbaren Rechenzeiten) gelingen, wenn das Modell sowohl in räumlicher als auch in zeitlicher Hinsicht nicht übermäßig disaggregiert wird. Andererseits können ohne eine hinreichende Disaggregation weder die Einspeisecharakteristika der Erneuerbaren Energien (EE) noch die Betriebsweise und Ausnutzung von Transport- und konventionellen Erzeugungskapazitäten angemessen beschrieben werden. Hier setzt das vorgeschlagene Vorhaben an.

Ziele des Vorhabens

Ziel ist es, Methoden zu entwickeln, die eine teilweise Aggregation von Erzeugungscharakteristika der Erneuerbaren Energien in räumlicher und zeitlicher Hinsicht ermöglichen, während zugleich die Ergebnisse der Systemoptimierung möglichst wenig verfälscht werden. Hierzu werden zunächst theoretische Überlegungen zur optimalen (Dis-)Aggregation innerhalb von Optimierungsmodellen vorgeschaltet. Dann werden Erzeugungspotenziale, die mit vorhandenen und neuen Wetterinformationen räumlich und zeitlich hochaufgelöst ermittelt werden, mit dem Ziel analysiert, ähnliche Anlagen auf Basis von ähnlichen Standortbedingungen aggregieren zu können. Dies ermöglicht dann eine bessere Repräsentation von unterschiedlichen Erzeugungsprofilen innerhalb des Optimierungsmodells. Neben der zeitlichen und geographischen Aggregation soll auch eine Aggregation der Stromerzeugung aus EE-Anlagen auf aussagekräftige Technologieklassen durchgeführt werden, die dann in der Optimierung substitutiv oder komplementär ausgewählt werden können. Dabei ist zusätzlich zu untersuchen, wie Energiespeicherung angemessen abgebildet werden kann. All diese Entwicklungsschritte sollen zunächst generisch, unabhängig von spezifischen Energiesystemmodellen, durchgeführt werden. Am Ende werden die erzielten Ergebnisse jedoch unter Verwendung der Energiemodelle, die die Forschungspartner einbringen, in der Anwendung getestet.

Ansprechpartner

Arne Pöstges, M. Sc.

Projektpartner

· Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE