Distributed optimization for the exploitation of multi-energy flexibility under uncertainty in city districts

Diekerhof, Michael; Monti, Antonello (Thesis advisor); Moser, Albert (Thesis advisor)

1. Auflage. - Aachen : E.ON Energy Research Center, RWTH Aachen University (2018)
Buch, Doktorarbeit

In: E.ON Energy Research Center 63. Ausgabe : ACS, Automation of complex power systems
Seite(n)/Artikel-Nr.: 1 Online-Ressource (xxvi, 222 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, RWTH Aachen University, 2018

Kurzfassung

Diese Dissertation identifiziert relevante technische Herausforderungen und Anforderungen an einen Day-Ahead-Portfolioausgleich für die optimale Ausnutzung von Flexibilität in Stadtquartieren unter Unsicherheit. Die Arbeit verwendet dazu Techniken der verteilten Optimierung in Kombination mit robuster und stochastischer Optimierung. Die betrachteten verteilten Optimierungsalgorithmen liefern nahezu identische Ergebnisse, wie ein zentraler Referenzalgorithmus, bieten aber eine signifikante Flexibilitätsausnutzung, verglichen zu einem nicht optimierten Szenario. Die verteilten Algorithmen ermöglichen daher eine signifikante Nutzung der Flexibilität, z. B. zur Leistungsspitzenminimierung oder Kostenreduktion. Im Falle von heterogenen Kunden- und Aggregatorzielen prüfen die Ergebnisse, dass ein relevanter Trade-Off in der Performance liegt, beide aber einen Performancegewinn, verglichen zum Referenzscenario, erzielen können. Die evaluierten verteilten Optimierungsalgorithmen erlauben auch dem Verteilnetzbetreiber als Flexibilitätsnutzer zu fungieren. Die Day-Ahead Optimierungen, an denen eine stochastische Optimierung sinnvoll ist, zeichnen sich durch eine große Breite in der Verteilung der absoluten Day-Ahead-Marktpreise in der ersten Stufe und geringer Flexibilität aus. Zusätzlich betrachtet diese Dissertation einen neuen kundenzentrierten Ansatz zur Flexibilitätsausnutzung elektro-thermischer Heizungssysteme. Die „approximate differentation“ Methode, eine inverse Simulationstechnik, wandelt die thermischen Komfortspezifikationen der Kunden in elektrische Lastprofile, die für den Flexibilitätsnutzer von großem Nutzen sind.

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