Optimierungserweiterungen

Quartierserweiterung

Die Quartierserweiterung erlaubt die Einbindung von Energieflüssen, die innerhalb eines Wohn- oder Gewerbequartiers wirtschaftlich vergütet werden. Dadurch wird das Modell realistischer durch weitere wirtschaftliche Kostenflüsse ergänzt und berücksichtigt lokale Einnahmequellen.

Mieterstrom

Der Strombedarf der Mieter wird durch lokal erzeugten Strom gedeckt - z.B. aus Photovoltaikanlagen auf dem Gebäudedach.

→ Einnahmen entstehen durch den Verlauf dieses Stroms direkt an die Mieter, ohne Umweg über das öffentliche Netz.

Mieterwärme

Die Wärmeversorgung der Mieter erfolgt über zentrale oder dezentrale Heizsysteme innerhalb des Quartiers.

→ Die Vergütung erfolgt durch die Bereitstellung von Wärme, z.B. über ein Nahwärmenetz oder eine zentrale Heizungsanlage

E-Mobilität

Der Strombedarf für Ladeinfrastruktur (z.B. Wallboxen oder öffentliche Ladepunkte) wird in die Quartiersbilanz aufgenommen.

→ Einnahmen entstehen durch die Umlage der Stromkosten auf die Nutzer, wodurch die Ladeinfrastruktur wirtschaftlich abgebildet wird

Zusammenfassung

Diese Erweiterungen ermöglichen eine ganzheitliche Betrachtung des Energiesystems, bei der insbesondere die lokale Wertschöpfung durch die Vermarktung berücksichtigt wird. Sie sind besonders relevant für die ökologische Bewertung und die Wirtschaftlichkeitsanalyse von Quartierslösungen.

Assists - Unterstützung bei nicht lösbaren Systemen

Assists sind zusätzliche Energiequellen oder -senken, die aktiviert werden können, wenn das Energiesystem in der Simulation nicht vollständig lösbar ist. Dies betrifft insbesondere Situationen mit:

• Energieungleichgewichten, z. B. bei einem Energieüberschuss (Überdeckung) oder Energiedefizit (Unterdeckung), wenn Erzeugung und Verbrauch nicht im Gleichgewicht sind

• fehlender Regelbarkeit z. B. wenn das System nicht über ausreichend flexible Komponenten verfügt, um Last- oder Erzeugungsschwankungen auszugleichen.

Zusammenfassend:

Die Energiebedarfe eines Systems können durch die vorhandenen Komponenten, Ressourcen, Leistungen oder Randbedingungen nicht gedeckt werden – oder umgekehrt: Erzeugende Anlagen liefern Energie in einem Umfang oder zu Zeitpunkten, die von den vorhandenen Systemkomponenten nicht aufgenommen, gespeichert oder abgeregelt werden können.

Zielsetzung

Die Aktivierung von Assists ermöglicht es, Fehlerquellen im Energiesystem zu identifizieren und die Simulation nicht abbrechen zu müssen.
→ Sie dienen also nicht der Optimierung, sondern der Fehlerbehandlung und Analyse.

Funktion

Assists greifen ein, wenn das Modell ohne zusätzliche Hilfe keine Lösung findet. Sie stellen eine Art “Notversorgung” dar, um die Simulation dennoch erfolgreich durchzuführen. Zu diesem Zweck wird an jedem Bus (Knotenpunkt) eine künstliche Energiequelle und -senke angeschlossen.

Status:

Die Assists können pro Szenario individuell aktiviert werden.
→ Einstellung über den Parameter „Assists Status“ auf „aktiv“, wenn notwendig.

Erweiterung FlexA - Zeitliche Steuerung der Simulation

Die FlexA-Erweiterung erlaubt eine dynamische Steuerung der Simulation über mehrere Zeitintervalle hinweg. Sie ist besonders hilfreich für die Analyse zeitlich variierender Szenarien oder für die Bewertung saisonaler Effekte.

Weiter Informationen sind unter https://consolinno.de/flexa/ verfügbar.

Simulationsdauer: Definiert die Gesamtlänge der Simulation, z. B. 365 Tage für ein vollständiges Jahr.

Intervall der Simulationsstarts: Legt fest, in welchen Abständen neue Simulationen gestartet werden, z. B. alle 1 Tage.
→ Dies ermöglicht eine rollierende oder segmentierte Betrachtung des Systems.

Uhrzeit der Simulationsstarts: Bestimmt den Startzeitpunkt innerhalb eines Tages, z. B. 00:00 Uhr.
→ Relevant für die Synchronisation mit Zeitreihen wie Lastprofilen oder Wetterdaten.

Bevorzugung Eigenverbrauch:

• Für die Komponenten BHKW, PV, Wind und Brennstoffzelle

• Ermöglicht, den erzeugten Strom vorrangig für den Eigenbedarf zu nutzen, bevor eine Einspeisung ins Netz erfolgt und abhängig von der kostengünstigsten Methode, die durch die Optimierung ermittelt werden könnte.
  → Aktivierung durch „ja“, Deaktivierung durch „nein“.

Solver: Auswahl des Optimierungsalgorithmus, der für die Berechnung verwendet wird.
→ Die Wahl des Solvers beeinflusst maßgeblich die Rechengeschwindigkeit, Lösbarkeit und Genauigkeit der Simulation.

Bevorzugt: Gurobi

Zusammenfassung & Anwendungshinweise

• Assists sind ein Werkzeug zur Fehlerbehandlung und sollten nur bei Bedarf aktiviert werden.

• Die FlexA-Erweiterung bietet eine flexible zeitliche Steuerung und ist besonders für dynamische oder komplexe Szenarien geeignet.

• Die Solver-Auswahl ist entscheidend für die Performance und sollte je nach Komplexität des Modells angepasst werden.