2023-06-252024-02-152023-06-25https://hdl.handle.net/11420/16556Erneuerbare Energien sind der Schlüssel für eine nachhaltige und klimafreundliche Energieversorgung. Die Volatilität und Dargebotsabhängigkeit der Erzeugung erfordert zur weitreichenden Integration jedoch neue technische und wirtschaftliche Konzepte. Der Sektorenkopplung kommt hierbei eine wachsende Bedeutung zu, da miteinander verbundene Energiesektoren ein großes Feld an möglichen Energiebereitstellungspfaden eröffnen, innerhalb dessen die Effizienz des Gesamtsystems durch Ausnutzung der inhärenten Speicherfähigkeit der einzelnen Sektoren angehoben wird. In dem Projekt EffiziEntEE geht es darum, ein modernes Marktdesign zu entwickeln, welches die Flexibilität des integrierten Energiesystems optimal ausschöpft. Projektpartner sind verschiedene Institute der Technischen Universität Hamburg und Technischen Universität Dresden. Gegenstand ist, eine mehrschichtige Optimierung für den Betrieb zu entwickeln. In der höheren Schicht wird zunächst mit einem Marktmodell, welches ein vereinfachtes stationäres Netzmodell für das elektrische Übertragungsnetz beinhaltet, der Fahrplan für den folgenden Tag berechnet. Dabei werden bereits Engpassmanagement-Maßnahmen auf Basis von Lastflussrechnungen unter der Berücksichtigung von Akteursverhalten, Power-to-X-Technologien und der Flexibilität repräsentativer Verteilnetzmodelle durchgeführt. In der zweiten Schicht des Modells wird anhand dynamischer Simulationen die Stabilität und Resilienz betrachtet, welche Restriktionen für den Markt der ersten Schicht darstellen. Fahrpläne und Unsicherheiten werden nach erfolgter Markträumung anhand simulativer Untersuchungen nach Kriterien der Resilienz und Nachhaltigkeit bewertet. Innerhalb der Marktvorgaben kann somit eine weitere Optimierung durchgeführt werden, um die Sollwerte für Anlagen weiter zu verbessern. Das übergeordnete Ziel ist eine mit allen Projektpartnern gemeinsam entwickelte Toolchain, die im Nachhinein zur freien Verfügung steht. Die TUHH behandelt in dem Projekt EffiziEntEE vorrangig die zweite Schicht zur Modellierung und Simulation von sektorgekoppelten, oder auch multi-modalen Energienetzen. Als zentrales Tool dient hierbei die die offene Beschreibungs- und Modellierungssprache Modelica mit der darin entwickelten TransiEnt-Library. In diesem Zusammenhang ergeben sich viele Forschungsfelder. Bei Interesse - beispielsweise für Projekt- und Abschlussarbeiten stehen die genannten Mitarbeiter zur Verfügung.Renewable energies are the key to a sustainable and climate-friendly energy supply. However, the volatility and supply dependency of generation requires new technical and economic concepts for far-reaching integration. Sector coupling is becoming increasingly important in this context, as interconnected energy sectors open up a large field of possible energy supply paths, within which the efficiency of the overall system is increased by utilizing the inherent storage capacity of the individual sectors. The EffiziEntEE project is about developing a modern market design that optimally exploits the flexibility of the integrated energy system. Project partners are various institutes of the Hamburg University of Technology (TUHH) and the Technische Universität Dresden. The object is to develop a multi-layer optimization for operation. In the higher layer, the schedule for the following day is first calculated using a market model, which includes a simplified steady-state network model for the electrical transmission network. This already includes congestion management measures based on load flow calculations taking into account actor behavior, power-to-X technologies and the flexibility of representative distribution grid models. In the second layer of the model, dynamic simulations are used to consider stability and resilience, which represent restrictions for the market in the first layer. After market clearing, schedules and uncertainties are evaluated according to resilience and sustainability criteria using simulative studies. Within the market constraints, further optimization can thus be performed to further improve the target values for plants. The overall goal is a toolchain developed jointly with all project partners, which is freely available afterwards. In the EffiziEntEE project, the TUHH primarily deals with the second layer for modeling and simulation of sector-coupled, or multi-modal energy networks. The central tool is the open description and modeling language Modelica with the TransiEnt Library developed in it. In this context, many research fields arise. In case of interest - for example for project work and theses - the mentioned staff members are available.