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2021 | OriginalPaper | Buchkapitel

2. Methodik und Modellaufbau zur Sektorenkopplung im Gesamtenergiesystem (GES)

verfasst von : Przemyslaw Komarnicki, Michael Kranhold, Zbigniew A. Styczynski

Erschienen in: Sektorenkopplung – Energetisch-nachhaltige Wirtschaft der Zukunft

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Eine methodische Herangehensweise an die Planung erfordert die Abbildung der Planungsaufgabe auf der Modellebene. Damit lassen sich die Konzepte mathematisch beschreiben und in einem Simulationspfad überprüfen. Zu diesem Zweck wird in diesem Kapitel zunächst ein Energie-Hub-Modell vorgestellt. Dieses ermöglicht die systematische Beschreibung der multimedialen Energiesysteme auf verschiedenen Ebenen. Wie eine solche Beschreibung entwickelt werden kann, wird anhand eines Beispiels erläutert. Im Folgenden wird das Vorgehen bei der konzeptionellen Planung von Energiesystemen erläutert und mit Beispielen aus der europäischen Ebene illustriert. Zahlreiche andere Beispiel sowie ein Überblick über die gängigen Optimierungsmethoden, wie szenarienorientierte Planung, dynamische oder lineare Programmierung, vervollständigen das diskutierte Planungsproblem.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Chicco G, Mancarella P. (2009) Distributed multi-generation: a comprehensive view. Renewable and Sustainable Energy Reviews 13, S. 535–551CrossRef Chicco G, Mancarella P. (2009) Distributed multi-generation: a comprehensive view. Renewable and Sustainable Energy Reviews 13, S. 535–551CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Geidl M (2006) A greenfield approach for future power systems. In: Proc. Cigre Session 41, Paris, France Geidl M (2006) A greenfield approach for future power systems. In: Proc. Cigre Session 41, Paris, France
3.
Zurück zum Zitat Geidl M, Andersson, G (2005) Optimal power dispatch and conversion in systems with multiple energy carriers. In: Proc. 15th Power Systems Computation Conf. (PSCC), Liège, Belgium Geidl M, Andersson, G (2005) Optimal power dispatch and conversion in systems with multiple energy carriers. In: Proc. 15th Power Systems Computation Conf. (PSCC), Liège, Belgium
4.
Zurück zum Zitat Huang W, Zhang N, Cheng Y, Yang J, Wang Y, Kang C-G (2020) Multienergy Networks Analytics: Standardized Modelling, Optimization, and Low Carbon Analyses. In: Proceedings of the IEEE, Vol. 108, No. 9 Huang W, Zhang N, Cheng Y, Yang J, Wang Y, Kang C-G (2020) Multienergy Networks Analytics: Standardized Modelling, Optimization, and Low Carbon Analyses. In: Proceedings of the IEEE, Vol. 108, No. 9
5.
Zurück zum Zitat Huang W, Zhang N, Wang Y, Capuder T, Kuzle I, Kang C (2020) Matrix modeling of energy hub with variable energy efficiencies. In: Electric Power and Energy Systems 119, S. 1–13 Huang W, Zhang N, Wang Y, Capuder T, Kuzle I, Kang C (2020) Matrix modeling of energy hub with variable energy efficiencies. In: Electric Power and Energy Systems 119, S. 1–13
6.
Zurück zum Zitat Mancarella P-L (2014) MES (multi-energy system): An overview of concepts and evaluation models. In: Energy, 65(214), S. 1–17. Mancarella P-L (2014) MES (multi-energy system): An overview of concepts and evaluation models. In: Energy, 65(214), S. 1–17.
7.
Zurück zum Zitat Haubrich H-J (1998) Elektrische Energieversorgungssysteme – Technische und wirtschaftliche Zusammenhänge. Skriptum zur Vorlesung „Elektrische Anlagen I“ an der RWTH Aachen, 4. Aufl., Aachen Haubrich H-J (1998) Elektrische Energieversorgungssysteme – Technische und wirtschaftliche Zusammenhänge. Skriptum zur Vorlesung „Elektrische Anlagen I“ an der RWTH Aachen, 4. Aufl., Aachen
8.
Zurück zum Zitat FVEE-Jahrestagung (2020) Forschung für den European Green Deal. Autorennotizen. FVEE-Jahrestagung (2020) Forschung für den European Green Deal. Autorennotizen.
9.
Zurück zum Zitat Ringkjob H K, Haugan P M, Solbrekke I M (2018) A review of modeling tools for energy and electricity systems with large shares of variable renewables. In: Renewable and Sustainable Energy Reviews 96, S. 440–459 Ringkjob H K, Haugan P M, Solbrekke I M (2018) A review of modeling tools for energy and electricity systems with large shares of variable renewables. In: Renewable and Sustainable Energy Reviews 96, S. 440–459
10.
Zurück zum Zitat Bruno S, Dicorato M, La Scala M, Sbrizzai R, Lombardi P A, Arendarski B (2019) Optimal Sizing and Operation of Electric and Thermal Storage in a Net Zero Multi Energy System. In: Energies, MDPI, Open Access Journal, 12(17), S. 1–16 Bruno S, Dicorato M, La Scala M, Sbrizzai R, Lombardi P A, Arendarski B (2019) Optimal Sizing and Operation of Electric and Thermal Storage in a Net Zero Multi Energy System. In: Energies, MDPI, Open Access Journal, 12(17), S. 1–16
11.
Zurück zum Zitat von Weizsäcker E U, Wijkman A (2019) Wir sind dran. Club of Rome – der große Bericht. Pantheon, München von Weizsäcker E U, Wijkman A (2019) Wir sind dran. Club of Rome – der große Bericht. Pantheon, München
12.
Zurück zum Zitat Röhrig C (2014) Smart Distribution Planung unter Berücksichtigung von residualen Lasten. Mafo Band 54, Universität Marburg. Röhrig C (2014) Smart Distribution Planung unter Berücksichtigung von residualen Lasten. Mafo Band 54, Universität Marburg.
13.
Zurück zum Zitat Erlemeyer F, Lüers B, Rehtanz Ch, Lehnhoff S (2020) Simulation Setup of the System-Cockpit to investigate large-scale use of flexibility for distribution grid. Research, ResearchGate Erlemeyer F, Lüers B, Rehtanz Ch, Lehnhoff S (2020) Simulation Setup of the System-Cockpit to investigate large-scale use of flexibility for distribution grid. Research, ResearchGate
14.
18.
Zurück zum Zitat Künzi H P, Müller O, Nievergelt E (1968) Einführungskursus in die dynamische Programmierung. Springer Verlag Berlin, Heidelberg, New YorkCrossRef Künzi H P, Müller O, Nievergelt E (1968) Einführungskursus in die dynamische Programmierung. Springer Verlag Berlin, Heidelberg, New YorkCrossRef
19.
Zurück zum Zitat Styczynski Z, Rudion K, Naumann A (2018) Einführung in Expertensysteme. Springer Styczynski Z, Rudion K, Naumann A (2018) Einführung in Expertensysteme. Springer
20.
Zurück zum Zitat Mayer Ch, Weber C, Francas D (2017) Lineare Algebra für Wirtschaftswissenschaftler mit Aufgaben und Lösungen, Springer Gabler, WiesbadenCrossRef Mayer Ch, Weber C, Francas D (2017) Lineare Algebra für Wirtschaftswissenschaftler mit Aufgaben und Lösungen, Springer Gabler, WiesbadenCrossRef
21.
Zurück zum Zitat Mashayekh S, Stadler M, Cardoso G, Heleno M (2017) A mixed integer linear programming approach for optimal DER portfolio, sizing, and placement in multi-energy micro grid. In: Applied Energy 187, S. 154–168 Mashayekh S, Stadler M, Cardoso G, Heleno M (2017) A mixed integer linear programming approach for optimal DER portfolio, sizing, and placement in multi-energy micro grid. In: Applied Energy 187, S. 154–168
22.
Zurück zum Zitat Antenucci A, del Granado P C, Gjorgiev B, Sanasvini, G (2019) Can models for long-term decarbonization policies guarantee security of power supply? A perspective for gas and power sector coupling. In: Energy Strategy Reviews, 26 Antenucci A, del Granado P C, Gjorgiev B, Sanasvini, G (2019) Can models for long-term decarbonization policies guarantee security of power supply? A perspective for gas and power sector coupling. In: Energy Strategy Reviews, 26
23.
Zurück zum Zitat Kallrath J (2002) Gemischt-ganzzahlige Optimierung: Modellierung in der Praxis. Mit Fallstudien aus Chemie, Energiewirtschaft, Metallgewerbe, Produktion und Logistik. Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden Kallrath J (2002) Gemischt-ganzzahlige Optimierung: Modellierung in der Praxis. Mit Fallstudien aus Chemie, Energiewirtschaft, Metallgewerbe, Produktion und Logistik. Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden
24.
Zurück zum Zitat Nemati M, Braun M, Tenbohlen S (2018) Optimization of unit commitment and economic dispatch in microgrids based on genetic algorithm and mixed integer linear programming. In: Applied Energy 210, S. 944–963 Nemati M, Braun M, Tenbohlen S (2018) Optimization of unit commitment and economic dispatch in microgrids based on genetic algorithm and mixed integer linear programming. In: Applied Energy 210, S. 944–963
25.
Zurück zum Zitat Atia R, Yamada N (2016) Distributed Renewable Generation and Storage System Sizing Based on Smart Dispatch of Microgrids. In: Energies, 9(3), S. 1–16 Atia R, Yamada N (2016) Distributed Renewable Generation and Storage System Sizing Based on Smart Dispatch of Microgrids. In: Energies, 9(3), S. 1–16
26.
Zurück zum Zitat Rudion K, Orths A, Styczynski Z A, Strunz K, (2006) Design of Benchmark of Medium Voltage Distribution Network for Investigation of DG Integration. IEEE PES General Meeting, Montreal, Canada, Jun. 2006 Rudion K, Orths A, Styczynski Z A, Strunz K, (2006) Design of Benchmark of Medium Voltage Distribution Network for Investigation of DG Integration. IEEE PES General Meeting, Montreal, Canada, Jun. 2006
28.
Zurück zum Zitat Memati M, Braun M, Tenbohlen S (2018) Optimization of unit commitment and economic dispatch in microgrids based on generic algorithm and mixed integer linear programming. Applied Energy 210 (2018) 944–963 Memati M, Braun M, Tenbohlen S (2018) Optimization of unit commitment and economic dispatch in microgrids based on generic algorithm and mixed integer linear programming. Applied Energy 210 (2018) 944–963
Metadaten
Titel
Methodik und Modellaufbau zur Sektorenkopplung im Gesamtenergiesystem (GES)
verfasst von
Przemyslaw Komarnicki
Michael Kranhold
Zbigniew A. Styczynski
Copyright-Jahr
2021
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-33559-5_2