Institutsteil Angewandte Systemtechnik AST des Fraunhofer IOSB
Die Transformation der Wärmeversorgung beruht auf Wärmenetzen als Schlüsseltechnologie. Mit dem geplanten Anschluss von 2,3 Millionen Wohngebäuden an deutsche Fernwärmenetze bis 2045 stehen Netzbetreiber vor enormen Herausforderungen. Die notwendige Netzverdichtung und -erweiterung in Kombination mit einer zunehmend dezentralen und strombasierten Wärmebereitstellung führt zu einer stärkeren Sektorenkopplung und erheblich gestiegener Systemkomplexität. Gleichzeitig müssen Fernwärmebetreiber den ertragsmaximalen Betrieb ihrer steuerbaren Erzeuger über alle Sektoren hinweg gewährleisten. Bestehende Planungstools und Betriebsstrategien müssen an diese neuen Anforderungen angepasst werden. Ein zentrales Problem dabei: Theoretisch optimale Fahrpläne scheitern aufgrund vereinfachter Planungsansätze und einer unzureichenden Abbildung komplexer physikalischer Effekte oft an der praktischen Umsetzung im realen Netzbetrieb.
Die Idee
- Sicherstellung der Umsetzbarkeit von Einsatzfahrplänen steuerbarer Erzeugungseinheiten
- Nutzung bereits existierender Einsatzplanungs- und Simulationsmodelle und Minimierung des Anpassungsaufwandes
- Systematische Erschließung von Netzspeicherpotentialen durch gezielte Vorlauf-Temperaturvariation
Das Konzept
- Innovative Kopplung von Simulations- und Optimierungsmodellen für detailgetreue Fernwärmenetzabbildung
- Implementierung der gekoppelten Systeme in einem agentenbasierten Ansatz
- Cross-sektorale Betrachtung unter Berücksichtigung der dynamischen Charakteristik von Wärmenetzen
- Sektorenübergreifende, ertragsmaximale Einsatzplanung der Wärmeerzeugung
- Systematische Berücksichtigung von Netzspeichereffekten durch temporäre Vorlauftemperaturvariation
- Validierung und Anpassung theoretischer Optimierungsergebnisse durch realitätsnahe Netzmodellierung
- Entwicklung und Erprobung am Beispiel der Fernwärmeschiene Saar
- Flexible Erweiterbarkeit bestehender Optimierungsmodelle ohne grundlegende Systemumstellung
Unsere Lösungen
- Entwicklung eines agentenbasierten Einsatzplanungstools für den kostenminimalen Betrieb von Wärmenetzen
- Sicherstellung der praktischen Umsetzbarkeit theoretisch optimaler Fahrpläne
- Wirtschaftliche Erschließung von Netzspeicherpotentialen
- Integration in bestehende Prozessketten und Datenströme zur Minimierung des Anpassungsaufwandes
Projektpartner
- Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB, Institutsteil Angewandte Systemtechnik (AST)
- Iqony Energies GmbH
