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Projekt
Holistische Methoden für die optimale Planung weiträumiger vernetzter hybrider und multimodaler AC/DC-Energiesysteme unter Unsicherheiten
Antragstellerin
Professorin Dr.-Ing. Johanna M.A. Myrzik
Fachliche Zuordnung
Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 450980308
Die Elektrizitätswirtschaft steht seit Jahrzehnten vor denHerausforderungen der modernen Energienutzung, die durch einestarke Abhängigkeit von elektrischer Energie sowie durch eine stetigeZunahme der Nachfrage nach Elektrizität mit hoher Zuverlässigkeitund Qualität gekennzeichnet ist. Die aktuelle deutsche undeuropäische Energiepolitik hinsichtlich der Energiewende und derReduzierung des CO2-Ausstoßes erfordert einen radikalenParadigmenwechsel der gesamten Energieversorgungslandschaft inden nächsten 50 Jahren. Der Anstieg erneuerbarer Energiequellenführt zu einem Übergang von passiven zu aktiven Verteilungsnetzen(ADN), die viele Betriebsführungsaufgaben und Planungsfragen vomÜbertragungsnetz auf die Verteilebene verlagert. Daher wurde einzellularer Ansatz die sogenannte intelligente Smart Power Cells(SPC) vorgeschlagen, um die künftigen Betriebsführungsaufgabenvon Verteilnetzen bewältigen zu können. Diese für sich selbstregelbaren Zellen bestehen aus Leistungselektronik basierendenverteilten Erzeugungseinheiten, Speicher und konventionelle sowieflexible Lasten und sind über die Mittel- und Niederspannungs-AC/DC-Netze sowie multimodalen Schnittstellen miteinanderverbunden sind. Die Zukunft der Stromversorgungssysteme kanndaher als ein auf Leistungselektronik basierendes, dezentrales,hybrides und multimodales AC/DC-Stromversorgungssystem verstanden werden, das aus einer großen und variablen Anzahlweiträumig miteinander verbundener und koordinierter SPCs besteht,die bereits im Planungsstadium optimal definiert werden müssen.Folglich wird in diesem Projekt eine holistische Methodik für diePlanung von SPCs als zellulare Komponenten für die Erweiterunggroßflächig vernetzter hybrider und multimodaler AC/DC Stromversorgungssystemevorgeschlagen. Die Methodik soll eineanpassungsfähige Planungsstrategie berücksichtigen, die ihreAnwendbarkeit auf eine umfassende Reihe von Fallstudien mitunterschiedlichen Zeitrahmen, Planungstypen, Geschäftsfällen,technischen Anforderungen, geografischen Bedingungen, beteiligtenInteressengruppen usw. ermöglicht. Darüber hinaus werden wichtigeSPC-Planungsmerkmale wie die Integration operativer Merkmale indie Planungsphase, die Berücksichtigung mehrerer widersprüchlicherPlanungsziele über ein echtes „true-multi-objective“ Planungsproblemund die effektive Modellierung von Unsicherheiten in dieser Methodikberücksichtigt. Es wird daher erwartet, dass die Methodik einnützliches Planungswerkzeug wird, um erstens den Planungsprozessauf der Grundlage der anfänglichen Planungsbedingungen und derAuswahl der erforderlichen mathematischen Modelle, der Merkmaledes Optimierungsproblems und der Lösungsalgorithmen zuidentifizieren und zu konfigurieren und zweitens die optimaleBeschaffung möglicher Pareto-Lösungen zu ermöglichen, um eineendgültige Entscheidungsfindung für die Lösung desPlanungsproblems unter komplexen operationellen Merkmalen undUnsicherheiten zu erreichen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
