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Projektbeschreibung

Gegenstand des Forschungsvorhabens ist die erstmalige Modellierung einer objektiven, multikriteriellen Bewertungsfunktion für (Strom-)Netztopologien mit dem Ziel, nachhaltige Netze und auf einer höheren Detailebene optimale Trassenverläufe zu identifizieren. Dabei sollen topologische, raumplanerische, technische, wirtschaftliche, ökologische und sozioökonomische Anforderungen in einer parametrisierbaren Bewertungsfunktion integriert werden, um zu gewährleisten, dass alle Anforderungen gleichzeitig (multikriteriell) beachtet werden.

Die Notwendigkeit des Forschungsvorhabens resultiert dabei aus der sich durchsetzenden Energiewende in Deutschland und Europa und der damit verbundenen zunehmenden Notwendigkeit Strom über lange Strecken zu transportieren, hierfür topologisch optimale Netze zu identifizieren und neue Trassen bereitzustellen. Insbesondere die sich ständig verändernden Randbedingungen stellen aber einen Paradigmenwechsel dar, der eine Bereitstellung objektiver Bewertungsfunktionen und Mechanismen zur Prädiktion optimierter Stromnetze und in der Konsequenz auch optimierter Trassenverläufe erfordert.

Der neuartige Ansatz des interdisziplinären Forschungs- und Entwicklungsprojektes besteht daher auf einer makroskopischen Betrachtungsebene in der Modellierung einer objektiven, multikriteriellen Zielfunktion zur Bewertung von Netztopologien und auf einer mikroskopischen Betrachtungsebene von Trassenverläufen.

In enger interdisziplinärer Verknüpfung von Informatik, Mathematik und Raumplanung sowie übergeordnet in Kooperation mit dem Übertragungsnetzbetreiber, der Amprion GmbH, werden neue Algorithmen und Verfahrensmechanismen entwickelt, welche die angestrebte Energiewende und Netzplanung nachhaltig unterstützen. Die „Netze für die Stromversorgung der Zukunft“ (gemäß BMWi) benötigen „erweiterte Werkzeuge mit hoher Varianzvielfalt und unter Berücksichtigung der Kompatibilität von Dreh- und Gleichstromnetzen“.

Innerhalb des Forschungsvorhabens sind unterschiedliche (Strom-)Netztopologien zu bewerten und neue optimierte zu identifizieren sowie die Netzstrukturen zu prädestinieren und adaptiv zu visualisieren. Es sind Methoden zu erarbeiten, welche Simulationen von bestehenden und zukünftigen Netzen erlauben sowie entsprechende Varianten geeignet in Form von „gespreizten und beschrifteten“ Stromnetzen darstellen. Dabei wird der Fokus gezielt auf die Adaption bestehender Netztopologien an veränderte Rahmenbedingungen gelegt. Hier sind geeignete Modelle und Methoden zu entwickeln, die unter Abwägung verschiedenster Restriktionen proaktiv Lösungsvorschläge für schwierige Planungsszenarien bestimmen, dies auch unter zeitlichen Restriktionen. Die neuartigen Konzepte und Methoden gewähren dabei eine Verwertung weit über den Anwendungsbereich der Übertragungsnetze hinaus, prinzipiell ist eine Verwendung bei jeglichen Planungsverfahren für linienförmige technische Infrastruktur-Ausbau-Vorhaben gegeben.

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