Dezentrale Steuerung eines Pools von Wärmepumpen auf Basis spieltheoretischer Methoden

Eine intelligente Kopplung des Strom- und Wärmesektors bietet erhebliche Möglichkeiten zur Integration elektrischer Energie aus fluktuierenden, erneuerbaren Energien. Wärmepumpen stellen hierbei eine äußerst effiziente Art der Strom-Wärme-Kopplung dar. Für einen Pool von Wärmepumpen kann dieses Potenzial allerdings nur durch eine entsprechende Steuerungsmethodik effektiv erschlossen werden. Damit kann – in Abhängigkeit der konkreten Anwendung – ein systemadäquates Verhalten des gesamten Wärmepumpenverbunds erzeugt werden. Hierbei bietet eine dezentrale Steuerung im Vergleich zu einer zentralen Steuerung eine deutlich höhere Skalierbarkeit. Deshalb wird hier ein dezentraler Ansatz auf Basis spieltheoretischer Methoden entwickelt und dargestellt. Hierfür werden insgesamt drei spieltheoretische Optimierungsalgorithmen untersucht. Die Leistungsfähigkeit der Algorithmen wird anhand von zwei Anwendungsfällen (Reduzierung der Netzlast und Einhaltung eines definierten Lastprofils) mittels Simulation analysiert und bewertet. Die Ergebnisse beider Fallstudien verdeutlichen, dass die spieltheoretische Steuerung einfach und effektiv zur Steuerung eines Wärmepumpenverbunds eingesetzt werden kann. Die entwickelte Steuerungsmethodik ist zudem prinzipiell auch auf alle anderen elektrischen Verbraucher mit inhärenter Speicherfunktion übertragbar.