Definition und Entwicklung des Strukturmodells eines zellularen Systems: In diesem Arbeitspaket werden Energiezellen, Zellebenen und weitere zentrale Begriffe definiert und ihre Relationen festgelegt, sodass sich ein wohldefiniertes Bild der Struktur eines zellular aufgebauten Energiesystems ergibt. Basierend hierauf wird ein Migrationskonzept formuliert, das den Transformationspfad ausgehend vom heutigen Energiesystem aufzeigt.
Untersuchung und Modellierung der Technologieoptionen: Hier werden alle Technologien, die im Optimierungsmodell berücksichtigt werden, festgelegt und ihre Modelle formuliert. Darunter fallen Technologien zur Erzeugung, Übertragung, Verbrauch und Speicherung von Energie sowie zur Kopplung von Energiesektoren. Dabei werden auch eine fortlaufende technisch-wirtschaftliche Bewertung durchgeführt und gesellschaftliche Akzeptanz berücksichtigt.
Energiewirtschaftliche Aspekte: Hierunter fällt die entscheidende Neuerung des Projekts ZellNetz2050 - das neuartige, zweistufige Marktkonzept, das System- und Marktführung gemeinsam in die Hand einer einzigen Institution legt sowie mit wirtschaftlichen Werkzeugen Netzengpässe vermeidet und gleichzeitig den Einsatz von Flexibilitäten anreizt.
Aufbau der Simulationsmodelle: Unter dieses Arbeitspaket fallen die Entwicklung und Regionalisierung des Szenariorahmens, alle Aspekte der Modellierung der Energienetze selbst sowie die Implementierung der Technologiemodelle sowohl für das Optimierungsmodell als auch das Betriebsführungsmodell
Automatisierungs- und Kommunikationskonzept: Hier werden für die verschiedenen Zellebenen und -typen die notwendigen Automatisierungen und Kommunikationsverbindungen spezifiziert, die für die Implementierung eines zellularen Energiesystems notwendig sind.
Betriebsführungskonzept: Im Betriebsführungskonzept werden auf abstrakter Ebene Systemzustände und Zustandsgrößen definiert. Es dient als Grundlage für die Echtzeit-Betriebsführungssimulation
Offline-Simulation am Optimierungsmodell: Am Optimierungsmodell wird in Jahressimulationen im Stundenraster die Performance des entwickelten zellularen Systemkonzepts untersucht, ausgewertet und mit anderen Ansätzen verglichen.
Online-Simulation am Betriebsführungsmodell: Mit dem Betriebsführungsmodell werden in einer realistischen Leitstellen-Umgebung auf Basis der Ergebnisse der Offline-Simulation einzelne Situationen, die aus betrieblicher Sicht besonders interessant sind, untersucht. Dies umfasst vor allem Störungen und in Ansätzen auch den Netzwiederaufbau.
Demonstrationen der Schnittstellen: In diesen Arbeitspaketen werden die in den vorangegangenen Arbeitspaketen gewonnen Erkenntnisse gemeinsam mit den beteiligten Industriepartnern auf reale Systeme angewendet, um beispielhaft die individuellen Herausforderungen zu identifizieren und Lösungsansätze zu entwickeln.
Eckdaten
Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Laufzeit: 01.05.2019 bis 31.12.2022
4 universitäre Partner: TU Kaiserslautern, Universität Duisburg-Essen, Bergische Universität Wuppertal, TU Dresden