Die Energiewende vorantreiben:

Investmentoptimierung und Kraftwerkseinsatzplanung

Die Modellierung, Simulation und Optimierung von Stromversorgungssystemen gehört zu den Kernkompetenzen von Energynautics. Beim Thema Gesamtsystemanalyse auf Übertragungsnetz- und Erzeugungsebene konnten in den vergangenen 15 Jahren nicht nur ein großes Portfolio von Referenzprojekten gesammelt werden, sondern auch wertvolle Erfahrungen mit verschiedensten Softwaretools. Wie in anderen von Energynautics abgedeckten Bereichen wird hier natürlich DIgSILENT PowerFactory als Standardsoftware für detaillierte Netzanalyse verwendet, allerdings erfordern gerade umfassende Systemstudien oft vorher einige zusätzliche Schritte, so beispielsweise die Planung von Erzeugungskapazitäten über mehrere Dekaden und/oder die Kraftwerkseinsatzplanung in stündlicher Auflösung. Für solche technisch-ökonomische Optimierungsprobleme nutzt Energynautics in der Regel entweder PyPSA, PLEXOS oder HOMER.

Je nach Systemgröße, Budget, Zeitrahmen, Aufgabenstellung und Kundenwunsch identifiziert Energynautics die optimale Softwarelösung und stellt die nötige Expertise zur Modellierung, Simulation und Ergebnisauswertung bereit. Ob Investmentplanung für Netz und Erzeugungskapazitäten, Szenarioanalysen, Kraftwerkseinsatzoptimierung für Zukunftsszenarien, oder Detailanalysen zu Themen wie Systemdienstleistungen und Integration von erneuerbaren Energien: Energynautics-Experten können die dazu notwendigen Studien durchführen, Ergebnisse interpretieren und präsentieren, und über diverse Formen des Trainings und der Weiterbildung die In-House-Expertise beim jeweiligen Kunden verbessern.

 

PyPSA: Flexibel konfigurierbare Open-Source-Lösung

Python-basierte Softwarelösungen zur Netz- und Systemanalyse und -optimierung werden bei Energynautics bereits seit mehr als zehn Jahren verwendet, sowohl in der Form von In-House-Tools als auch als Open-Source-Lösungen. Die aktuellste und mächtigste Python-Software im Portfolio ist Python for Power System Analysis (PyPSA), ein inzwischen weltweit etabliertes Open-Source-Toolkit mit universitärem Hintergrund. Bei Energynautics wurde die Software in den letzten Jahren für eine Reihe von unterschiedlichen Projekten verwendet und Aufgabestellungen zu den Themen Investmentplanung und Kraftwerkseinsatzplanung damit bearbeitet.
In seiner frei verfügbaren Form ist PyPSA primär auf die Durchführung strategischer Studien im europäischen Netz ausgerichtet und wurde von Energynautics auch mehrfach entsprechend verwendet. Allerdings haben Energynautics-Ingenieure inzwischen eine Reihe von Zusatzfunktionalitäten entwickelt, die deutlich detailliertere Analysen erlauben:

  • Erstellung von netzbasierten Randbedingungen für die Strommarktkopplung (Flow Based Market Coupling) zur Verwendung in Strommarktsimulationen
  • Redispatchberechnungen auf Basis von importierten Strommarktergebnissen
  • Kraftwerkseinsatzplanung (EVU- oder marktbasiert) auf zonaler und nodaler Ebene, inklusive (n-1) sicherer Netzberechnung, durch die Integration von Mixed-Integer-Solvern (Gurobi und HiGHS)
  • Detaillierte Abbildung der Charakteristiken von Erzeugungseinheiten mit komplexen Effizienz- und Kostenfunktionen
  • Detaillierte Modellierung von Wasserkraft-Kaskaden
  • Optimierung von Systemdienstleistungen, speziell Regelleistung
  • Langzeit-Optimierung von Ressourceneinsatz und Kraftwerkswartungszeiträumen

 

PLEXOS: Industriestandard für komplexe ökonomische Probleme

Energy Exemplar PLEXOS ist eine kommerziell entwickelte Simulationssoftware für Energiesysteme (Strom und Gas) mit starkem Fokus auf ökonomische Fragestellungen. Sie kann prinzipiell für die gleichen Zwecke wie PyPSA verwendet werden, verfügt über deutlich detailliertere Marktsimulations-Funktionalitäten, dafür aber weniger netzspezifische Details. Energynautics verwendete die Software unter anderem zur Erstellung von detaillierten Energieplänen in der Karibik. Die Nutzung von PLEXOS ist vor allem dann geboten wenn die Software auch vom Kunden bereits genutzt wird – anders als PyPSA erfordert die Bedienung von PLEXOS keine Programmierkenntnisse.

 

HOMER: Schnelle Analysen für kleine Systeme

HOMER Pro ist seit langem ein Standardtool für schnelle Investment- und Betriebsanalysen in kleinen Stromsystemen. Gegenüber PyPSA und PLEXOS ist die Funktionalität etwas eingeschränkt, HOMER kann lediglich Systeme mit weniger als 20 Erzeugungseinheiten simulieren und verfügt über keinerlei Netzrepräsentation. Die Bedienfreundlichkeit und Robustheit der Software sowie die Fähigkeit schnell viele Szenarien zu erstellen und zu analysieren macht HOMER dennoch zu einem sehr nützlichen Tool, welches von Energynautics besonders beim Thema Inselnetze und Hybridsysteme oft verwendet wird. Mit HOMER – oft im Zusammenspiel mit DIgSILENT PowerFactory und selbstentwickelten Python-Skripten – wurden bereits Studien auf den Galapagosinseln, den Bahamas, diversen indonesischen Inseln sowie Offgridsystemen in Europa durchgeführt.

In Kürze
  • PyPSA als flexible Open-Source-Lösung für alle Fragestellungen zur Systemoptimierung und Simulation
  • PLEXOS als kommerzielle High-End-Option für komplexe ökonomische Themen
  • HOMER für schnelle Analysen in kleinen Hybridsystemen

Das könnte Sie auch interessieren:

Eine Auswahl aus unserem Portfolio.

Referenzen filtern

Bewertung verschiedener Anschlusspunkte einer neuen HGÜ-Verbindung

Analyse zur technischen Machbarkeit einer neuen HGÜ-Verbindung zwischen Spanien und Italien

mehr erfahren

Last- und Erzeugungsprognosen für die EWR Netz GmbH

Energynautics führte geografisch detaillierte Last- und Erzeugungsprognosen für das Verteilnetz der EWR Netz GmbH durch. Der Fokus lag auf dem künftigen Wachstum dezentraler Erzeugung und der Elektrifizierung von Endverbrauchern bis zum Jahr 2040.

mehr erfahren

Kostengünstiges, netzverträgliches Laden für Bangladesch

Ein intelligentes Ladegerät für Ladestationen für 3-Rad-Fahrzeuge in Bangladesch wurde entwickelt, um die Netzbelastung während der Spitzenlastzeiten zu verringern

mehr erfahren

Handbuch zur Elektrofahrzeug-Integration

Energynautics hat zusammen mit RE-xpertise ein Handbuch über bewährte Verfahren für die Integration von Elektrofahrzeugen in das Verteilnetz entwickelt.

mehr erfahren

Stromnetzplanung für die IRRP-Entwicklung in den CARICOM-Staaten

Im Auftrag der GIZ unterstützte Energynautics das Caribbean Centre for Renewable Energy and Energy Efficiency (CCREEE) bei der Planung von Stromerzeugung und Netzausbau in Guyana / Trinidad und Tobago.

mehr erfahren

NGESO Blindleistungsmarktdesign

Entwicklung einer marktbasierten Lösung für das Blindleistungsmanagement im britischen Übertragungsnetz zur kosteneffizienten Sicherung der Spannungshaltung in einem kohlefreien Versorgungssystem.

mehr erfahren

Entwicklung von Generatormodellen zum Nachweis der Konformität mit Grid Codes

Um an das Stromnetz angeschlossen zu werden, müssen Erzeugungseinheiten bestimmte Fähigkeiten nachweisen. Dies geschieht (teilweise) mit präzisen Simulationsmodellen. Energynautics entwickelt diese Art von Simulationsmodellen für alle Arten von Technologien.

mehr erfahren

Optimale Anlagendimensionierung für den Markbygden Windpark

Energynautics hat das statische Simulationsmodell für die dritte Phase von Europas größtem Windpark entwickelt und eine Reihe technoökonomischer Studien durchgeführt.

mehr erfahren

Netzbetriebsoptimierung mit der FNN-Steuerbox

Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer Steuerbox, der Smecon-Box, die lokale Intelligenz und zentrale Ansteuerbarkeit für Elektroautos, Photovoltaikanlagen, Wärmepumpen und Co kombiniert, um den Netzbetrieb zu optimieren.

mehr erfahren

Beratungsdienstleistungen im Rahmen des North Sea Wind Power Hub Programms

Die Studie untersucht den potenziellen Mehrwert von Offshore-Windenergie-Hubs in der Nordsee im Vergleich zu radial angebundenen Windparks mit dem Ziel die Integration von Offshore-Windleistung zu optimieren.

mehr erfahren

Intelligente Wechselrichter (Smart Inverters) für die dezentrale Energieversorgung

Ausarbeitung von Empfehlungen zur Einbindung von intelligenten Wechselrichtern, um die Aufnahmekapazität für PV-Anlagen in Verteilnetzen und die Versorgungssicherheit zu erhöhen.

mehr erfahren

Überprüfung von Systemdienstleistungen für das mexikanische Stromnetz

Energynautics unterstützte ein Büro der mexikanischen Regulierungsbehörde bei der laufenden Überprüfung der Systemdienstleistungen, die für eine weitere Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien erforderlich sind.

mehr erfahren

Risikomanagement-Richtlinien für Solar-PV-Projekte in Vietnam

Das Ziel dieses Projekts war die Entwicklung von Handbüchern zum Risikomanagement, die technische Richtlinien für bodenmontierte und schwimmende Solar-PV-Projekte von der Entwicklungs- bis zur Rückbauphase vorgeben.

mehr erfahren

Verteilnetzstudie in der Dominikanischen Republik

Energynautics untersuchte den maximal möglichen Anteil an PV-Systemen in dominikanischen Verteilnetzen.

mehr erfahren

Überarbeitung der Grid Codes für das dominikanische Stromsystem

Im Auftrag der GIZ führte Energynautics eine Überarbeitung der Grid Codes der Dominikanischen Republik im Hinblick auf die Integration von Erneuerbaren Energien durch.

mehr erfahren

Forschungsstudie zu nachhaltiger Energiewende und Entwicklungsmöglichkeiten der Energieinfrastruktur

Ziel der Studie war es, Input für die Umsetzung der Resolution Nr. 55 “ Vietnam’s National Energy Development Strategy to 2030, vision to 2045″ des Politbüros der vietnamesischen Partei und weitere Orientierungshilfen für eine nachhaltige Energiewende in Vietnam zu liefern.

mehr erfahren

Die Rolle der indischen Verteilnetzunternehmen (DISCOMS) bei der Nutzung von netzstützenden Systemdienstleistungen durch PV-Dachanlagen und Batteriespeicher.

Energynautics wurde von der GIZ beauftragt Systemdienstleistungen zu analysieren, die von PV-Anlagen und Batterien erbracht werden können, um Verteilnetze in Indien zu unterstützen.

mehr erfahren

EU Network Codes für Estland

Studie für estnisches Konsortium mit dem Ziel, internationale Erfahrungen zu verschiedenen Grid Code-relevanten Themen für den estnischen Anwendungsfall zu sammeln.

mehr erfahren

ETS Plus Emissionshandel: Strommarktsimulationen für das IFW

Energynautics führte als Unterauftragnehmer des Instituts für Weltwirtschaft in Kiel im Rahmen eines vom BMEL geförderten Projekts Simulationen zur Ermittlung des Einflusses von steigenden Emissionszertifikatpreisen auf den deutschen Strommarkt durch.

mehr erfahren

Überarbeitung von Netzanschlussregeln in der Mongolei

Im Auftrag der Weltbank unterstützte Energynautics 2018/19 den mongolischen Übertragungsnetzbetreiber bei der Überarbeitung der Netzanschlussregeln für EE-Anlagen.

mehr erfahren

Übertragungsnetzstudie Tschechien

Die Studie für ein Konsortium aus NGOs untersucht den Einfluss eines weitgehenden Kohleausstiegs in Tschechien im Jahr 2030 auf den Strommarkt und das tschechische Übertragungsnetz.

mehr erfahren

REEP 1000 Islands: Entwicklung Erneuerbarer Energien in Indonesien

Im Auftrag der GIZ unterstützen Energynautics, Cadmus und ABO Wind die indonesische Regierung und das staatliche Energieversorgungsunternehmen bei der Integration Erneuerbarer in die Elektrizitätsversorgung. Das Projekt beinhaltet u.a. Netzintegrationsstudien, die Entwicklung von Spezifikationen für PV-Systeme, Weiterbildungsseminare und eine Überarbeitung der Netzanschlussregeln für EE-Anlagen.

mehr erfahren

Vietnam Technologiebewertung

Bereits im Jahr 2012 veröffentlichte Vietnam eine Smart Grid Roadmap, deren verschiedene Phasen die Umsetzung von Smart Grids in Vietnam definieren. Um die Umsetzung von Smart Grids zu unterstützen, hat Energynautics die aktuelle Smart Grid-Entwicklung bewertet und Empfehlungen erarbeitet.

mehr erfahren

PV Port & Store

Bis zum Jahr 2022 möchte Indien 40 GW Aufdach-Solaranlagen installieren. Um dieses Ziel zu unterstützen, entwickelte Energynautcs ein standardisiertes und einfach zu installierendes PV-Batterie-System, welches eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, die Maximierung des Eigenverbrauchs und die Reduzierung der hohen abendlichen Verbrauchsspitze gewährleistet.

mehr erfahren

Weiterbildung für Netzbetreiber in Süd-Ost-Asien (ASEAN-Region)

Um den Ausbau von erneuerbaren Energien in der ASEAN-Region zu unterstützen, hat Energynautics drei 3-Tages-Workshops zum Thema Netzintegration von erneuerbaren Energien in Süd-Ost-Asien durchgeführt.

mehr erfahren

Technische Richtlinien für Aufdach-Solaranlagen in Vietnam

Zur Unterstützung der Elektrizitäts-Regulierungsbehörde in Vietnam hat Energynautics technische Richtlinien (Netzanschlussregeln) für Aufdach-Solaranlagen in Vietnam entwickelt, unter Berücksichtigung bestehender Vorschriften, internationaler Erfahrungen und dem Stand der Technik.

mehr erfahren

Messkampagne zur Bestimmung der Spannungsqualität bei einer großen PV-Anlage

Zur Stromversorgung des Al Zaatari Flüchtlingslager in Jordanien wurde eine 12,9 MWp große PV-Anlage errichtet. Um den Einfluss der PV-Anlage auf die Spannungsqualität zu bestimmen, hat Energynautics eine Messkampagne an verschiedenen Punkten im lokalen Netz durchgeführt.

mehr erfahren

REEP 1000 Islands

Energynautics wurde von der GIZ beauftragt, Pilotstudien zur Integration erneuerbarer Energien in zwei indonesischen Inselsystemen durchzuführen. Die indonesische Regierung hat ein landesweites Ziel für 23% Strom aus erneuerbaren Quellen für 2025 festgelegt. Hybridsysteme auf den mehr als 17.000 kleinen indonesischen Inseln können dazu einen signifikanten Beitrag leisten.

mehr erfahren

3DMicroGrid

Microgrids sind eine vielversprechende Lösung zur Integration erneuerbarer Energien. 3DMicroGrid behandelt den Entwurf, die Entwicklung und die Demonstration eines zukunftssicheren, aktiven und smarten Microgrids zur Integration und Optimierung verschiedener Energiequellen und Lasten.

mehr erfahren

DESIGNETZ

Innovative Regelungskonzepte und Betriebsweisen sind für einen kosteneffizienten Verteilnetzausbau nötig. Energynautics analysiert die Auswirkungen und erarbeitet eine Umsetzung im Sinne des BDEW Ampelkonzepts.

mehr erfahren

Leitfaden zur Integration variabler erneuerbarer Energien

Wie können volatile erneuerbare Energien ins Philippinische Stromnetz eingebunden werden? Ein von Energynautics verfasster Leitfaden zeigt dies!

mehr erfahren

Innovative Netze-Toolbox

Der Netzausbau ist eine wichtige Flexibilitätsoption für die Integration Erneuerbarer Energien: Wir zeigen, welche Optimierungsmöglichkeiten für eine optimale Ausnutzung der Stromnetze bei hohen Erneuerbaren-Energien-Anteilen bestehen.

mehr erfahren

Europäische Netzstudie 2030/2050

100% erneuerbare Energien in 2050? Im Auftrag von Greenpeace zeigen wir, wie das europäische Netz optimal gestaltet werden sollte, um das Energy [R]evolution Szenario zu verwirklichen.

mehr erfahren

VDMA Studie zum
Verhalten von VKM bei Netzfehlern

Bei Spannungseinbruch müssen Verbrennungskraftmaschinen stabil am Netz verbleiben. Mit Hilfe von Modellen und Simulationen zeigen wir, welche Lösungen besonders vielversprechend sind.

mehr erfahren

Netzintegrationsstudie Seychellen

Erneuerbare Energien auf Inseln bringen wirtschaftliche Vorteile, aber auch große technische Herausforderungen: Wir zeigen, wie es auf den Seychellen optimal umgesetzt werden kann.

mehr erfahren

Barbados Grid Code Review

Das Ziel bis 2029: 29% erneuerbare Energien. Vor diesem Hintergrund hat Energynautics sich die Netzplanungs- und Netzbetriebsgrundsätze angesehen und wesentlich überarbeitet.

mehr erfahren

Netzintegrationsstudie Costa Rica

100% Erneuerbare Energien schon heute: Hervorragende Standorte für Wind-, Sonnen- und Wasserkraft machen es möglich. Wir zeigen, wie das System dafür fit gemacht werden muss.

mehr erfahren

IRENA Grid Code Studie

In einer technischen Analyse zeigen wir, welche Aspekte bei der Erstellung von Netzanschlussregeln beachtet werden sollten, um einen sicheren Netzbetrieb mit erneuerbaren Energien zu erreichen.

mehr erfahren

Snoopi – Smart Network Control with PV Infeed

PV Batteriesysteme können mehr als nur den Eigenverbrauch zu optimieren: Mit unserem Regler stabilisieren wir die Spannung und ebnen so den Weg für eine höhere PV-Penetration.

mehr erfahren

Cell Controller Projekt

Entwicklung und Test eines universellen High-End Smart-Grid-Reglers. Das Highlight: Vollständig autonomer Inselbetrieb des Verteilnetzes nur mit dezentralen Erzeugungsanlagen.

mehr erfahren

Verteilnetzstudie
Rheinland-Pfalz

100% Erneuerbare Energien bis 2030, so das Ziel der Landesregierung. Wir zeigen auf, was das für die Verteilnetze in RLP bedeutet und welchen Beitrag Smart-Grids leisten können.

mehr erfahren