Zeitgestaffeltes prognosebasiertes Steuerungskonzept für ein Multispeicher-Hybridsystem

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wilfried Hofmann, seit 6/2008
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2007
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 16605527

Ziel dieses Vorhabens ist die Erarbeitung und Untersuchung eines zeitgestaffelten und musterbasierten Prognoseverfahrens zur Vorhersage fluktuierender Solarenergieangebots- und Energiebedarfsprofile sowie der Entwurf eines darauf hin abgestimmten vorausschauenden Steuerungskonzepts für ein Photovoltaik-Multispeicher-Hybridsystem. Das vorgesehene Prognoseverfahren zeichnet sich aus durch: 1) eine gestaffelte Zerlegung der Solarenergieangebots- (SEA) und Energiebedarfs- (EB) Zeitreihen in die qualitativ verschiedenen Teilkomponenten: Trend, instationäre Musteranteile und stochastische Anteile und die Wahl eines für jeden Zeitreihenanteil jeweils optimal geeigneten Prognosemodells und 2) eine Klassifikation typischer wiederkehrender ¿Energiesituationen innerhalb der SEA- und EB-Zeitreihen mit dem Ziel der Ableitung von Aussagen über die Parameter und Kennwerte der Prognosemodelle. Zur Umsetzung sollen die Verfahren kontinuierliche Wavelet-Transformation und Fuzzy-Pattern-Klassifikation genutzt werden. Der Wavelet-Bildbereich bietet aufgrund seiner Zeit-/Frequenz-Darstellung eine verbesserte Möglichkeit zur Separierung der Zeitreihenkomponenten. Weiterhin lassen sich im Wavelet-Bildbereich leichter signifikante und zeitinvariante Merkmale zur Beschreibung wiederkehrender Muster und Energiesituationen ableiten. Die Prognoseergebnisse bilden die Grundlage für das nachfolgende Steuerungskonzept für ein Photovoltaik-Multispeicher-Hybridsystem. Grundlegende Ideen für das Steuerungsverfahren sind die besondere Berücksichtigung der dynamischen Eigenschaften der Einzelkomponenten (Batterie, Supercap und Brennstoffzelle) innerhalb des Multispeicher-Systemverbunds mit dem Ziel der qualitativen Ergänzung und ¿Arbeitsteilung und die vorausschauende Vermittlung zwischen SEA und EB-Seite durch die Generierung angepasster Steuervektoren für die Einzelkomponenten des Multispeicher-Hybridsystems (Ausgleich eventueller Prognoseungenauigkeiten und Differenzen zwischen SEA- und EB-Seite). Die experimentelle Erprobung und Demonstration des kombinierten Prognose- und Steuerungsverfahrens soll an einem DC-gekoppelten Experimentalsystem erfolgen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr.-Ing. Bertram Frei, von 10/2007 bis 6/2008