Teilprojekt 1

Simulation

Herausforderung

Die softwaretechnische Steuerung von Virtuellen Kraftwerken ist eine umfangreiche Aufgabe, insbesondere wenn die Verbünde von Anlagen jeweils verschiedene Energieeffizienzdienstleistungen erbringen sollen. Die Verbünde können u.a. dazu eingesetzt werden Regelenergien anzubieten oder Bilanzkreise auszugleichen. Für jede dieser Dienstleistungen ist eine eigene Steuerung zu entwerfen und das Zusammenspiel der Anlagen im Verbund ist genau zu untersuchen. Zur Konzeption der Steuerung ist eine systematische Untersuchung der geeigneten Betriebs- und Regelungskonzepte notwendig. Hierfür ist wiederum eine detaillierte Modellbildung der Systemelemente und des Gesamtsystems sowie eine umfassende Simulation des selbigen Systems unverzichtbar. Damit die Simulationen Rückschlüsse auf den tatsächlichen Betrieb von Virtuellen Kraftwerken erlauben, muss das Gesamtmodell ein realistisches Abbild der Anlagen und der steuernden Softwaresysteme wiedergeben.

Ziele

Ziele sind die Modellbildung aller Einzelanlagen (gebäudetechnische Anlagen zum Demand Side Management, BHKW und Speicher) sowie des Anlagenverbunds. Darauf aufbauend wird die Simulation der auf der IKT-Plattform zu implementierenden Dienste und Regelprozesse konzipiert. Dieses Simulationssystem kann dann benutzt werden um optimierte Regelungskonzepte zu erarbeiten. Die Betriebskonzepte aus Teilprojekt 6 und Geschäftsmodelle aus Teilprojekt 7werden in Systemsimulationen evaluiert, bevor sie in Teilprojekt 5 softwaretechnisch umgesetzt werden. Darüber hinaus sollen in diesem Teilprojekt Aussagen darüber gewonnen werden, welche Potentiale sich für das Klimaschutzkonzept der Stadt Hamburg aus den einzelnen Teilbereichen des Projektes (Demand Side Management, BHKWs, Wärmespeichern) ableiten lassen.

Umsetzung

Für die Erstellung der Modelle wird auf unterschiedliche Modellierungswerkzeuge zurückgegriffen. Die Einzelmodelle und die Modellbildung des Gesamtsystems werden als agentenbasiertes System ermöglicht, um der Autonomie der beteiligten Anlagen und Systeme Rechnung zu tragen. Entsprechend wird das System als eine Menge von unabhängig agierenden und interagierenden Akteuren verstanden. Diesem Ansatz folgend, können die Freiheitsgrade der einzelnen Elemente, in diesem Fall der Erzeugungs- und Verbrauchsanlagen, realistisch nachgebildet werden.
Ausgehend von generischen Anlagenmodellen werden diese sukzessiv verfeinert und mit Realdaten abgeglichen. Die agentenbasierte Simulation wird mit dem Softwareentwurf der Softwareplattform aus Teilprojekt 5 abgeglichen. Anschließend werden die Systeme parallel verfeinert und ausgeweitet. Steuerungsprozesse werden exemplarisch in Zusammenarbeit mit Teilprojekt 6 und Teilprojekt 7 entwickelt.

Für die simulierten und gegebenenfalls optimierten Prozesse, welche durch die Simulation für tauglich befunden wurden, werden hieran anschließend Module für die IKT-Plattform entwickelt. Es werden sowohl die externen Anlagenmodule wie auch interne Servicemodule für die Plattform entwickelt, welche jeweils eine IEC 61850 konforme Schnittstelle besitzen; sämtliche Services hierfür werden implementiert.