Energiesystem-Simulationsmodelle. Analyse und Schnittstellenimplementierung

Inhaltsverzeichnis (Table of Contents)

• Abkürzungen
• 1 Einleitung
• 2 Struktur eines erneuerbaren Energiesystems
• 2.1 Stromsystem
• 2.1.1 Erzeugung elektrischer Energie
• 2.1.2 Übertragung elektrischer Energie
• 2.1.3 Netzfrequenz und Systemdienstleistungen
• 2.1.4 Verbrauch elektrischer Energie
• 2.1.5 Entwicklungstendenzen
• 2.2 Sektorkopplung
• 2.3 Mikronetze
• 2.4 Intelligente Stromnetze
• 2.5 Dezentrale Stromversorgung
• 2.6 Energiespeicher
• 2.6.1 Stromspeicher
• 2.6.2 Lithium-Ionen-Batterie
• 2.6.3 Technisch-chemische Grundlagen
• 2.6.4 Alterungsprozesse
• 3 Simulationsmodelle
• 3.1 Übersicht der betrachteten Simulationsmodelle
• 3.2 Batteriezellensimulation
• 3.2.1 BEST Battery and Electrochemistry Simulation Tool
• 3.2.2 Comsol Multiphysics – Battery Design Module
• 3.2.3 BatPac - Battery Performance and Cost Model
• 3.2.4 ISEA Framework
• 3.2.5 PyBaMM - Python Battery Mathematical Modelling
• 3.2.6 BEEP - Battery Evaluation and Early Prediction
• 3.2.7 Cellpy
• 3.3 Speichersystemsimulation
• 3.3.1 SimSES - Simulation of Stationary Energy Storage Systems
• 3.3.2 QuESt – Energy Storage Evaluation Application Suite
• 3.3.3 BLAST - Battery Lifetime Analysis and Simulation Tool
• 3.3.4 Sesame - Energy Storage Models
• 3.3.5 DER-VET – Distributed Energy Resource Value Estimation Tool
• 3.4 Simulation erneuerbarer Erzeuger
• 3.4.1 SAM-System Advisor Model
• 3.4.2 PVLIB
• 3.4.3 PVWatts
• 3.4.4 PVGIS - Photovoltaic Geographical Information System
• 3.4.5 windpowerlib
• 3.4.6 QBlade
• 3.4.7 WISDEM - Wind Plant Integrated Systems Design & Engineering Model
• 3.5 Stromsystemsimulation
• 3.5.1 REopt Renewable Energy Intergration & Optimization
• 3.5.2 RAPSim - Renewable Alternative Powersystems Simulation
• 3.5.3 Pymgrid
• 3.5.4 INSEL - Integrated Simulation Environment Language
• 3.5.5 HOMER – Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources
• 3.6 Netzsimulation
• 3.6.1 GridLAB-D
• 3.6.2 OpenDSS - Distribution System Simulator
• 3.6.3 OpenDISCO - Open Source Distributed Control
• 3.7 Energiesystemsimulation
• 3.7.1 RETScreen - Renewable-energy and Energy-efficiency Technology Screening software
• 3.7.2 PyPSA – Python for Power System Analysis
• 3.7.3 EnergyPLAN – Advanced Energy System Analysis Computer Model
• 3.7.4 FINE- Framework for Integrated Energy System Assessment
• 3.8 Erzeugung von Lastprofilen
• 3.8.1 emobpy - Emobility in Python
• 3.8.2 LPG LoadProfileGenerator
• 3.8.3 ALPG - Artificial Load Profile Generator
• 3.8.4 TMY generator – Typical Meteorologial Year
• 3.8.5 demandlib
• 4 Spezifischere Betrachtung ausgewählter Simulationsmodelle
• 4.1 ISEA Framework
• 4.1.1 Anwendung
• 4.1.2 Modellierung und Simulation
• 4.1.3 Ergebnisse und Schnittstellenpotenzial
• 4.2 DER-VET - Distributed Energy Resource Value Estimation Tool
• 4.2.1 Anwendung
• 4.2.2 Modellierung und Simulation
• 4.2.3 Ergebnisse und Schnittstellenpotenzial
• 4.3 BLAST - Battery Lifetime Analysis and Simulation Tool

Zielsetzung und Themenschwerpunkte (Objectives and Key Themes)

Die Bachelorarbeit zielt darauf ab, verschiedene Simulationsmodelle für Energiesysteme zu analysieren und deren Potenzial für die Integration in das Speichersystem-Simulationsmodell "SimSES" der TU München zu untersuchen.

• Analyse der Funktionsweise und des Anwendungsbereichs von Energiesystem-Simulationsmodellen
• Identifizierung potenzieller Schnittstellen zu "SimSES"
• Implementierung einer Schnittstelle für die Integration von Mobilitäts- und Verbrauchsprofilen von Elektrofahrzeugen
• Erweiterung des Anwendungsbereichs von "SimSES" für die Simulation von Ladestrategien für Elektrofahrzeuge
• Beitrag zum Verständnis und zur Optimierung von erneuerbaren Energiesystemen

Zusammenfassung der Kapitel (Chapter Summaries)

• Kapitel 1: Einleitung: Die Einleitung bietet eine Einführung in die Thematik der Energiesystemsimulation und erläutert die Bedeutung von Simulationsmodellen für die Planung und Optimierung eines erneuerbaren Energiesystems.
• Kapitel 2: Struktur eines erneuerbaren Energiesystems: Dieses Kapitel beschreibt die wichtigsten Komponenten eines erneuerbaren Energiesystems, einschließlich Stromsystem, Sektorkopplung, Mikronetze, intelligente Stromnetze, dezentrale Stromversorgung und Energiespeicher.
• Kapitel 3: Simulationsmodelle: Dieses Kapitel bietet eine umfassende Übersicht der betrachteten Simulationsmodelle für verschiedene Komponenten des Energiesystems, einschließlich Batteriezellen, Speichersysteme, erneuerbare Erzeuger, Stromsystem, Stromnetz und Energiesystemsimulation.
• Kapitel 4: Spezifischere Betrachtung ausgewählter Simulationsmodelle: In diesem Kapitel werden drei spezifische Simulationsmodelle detaillierter untersucht: ISEA Framework, DER-VET und BLAST. Der Fokus liegt auf deren Anwendung, Modellierung, Simulation und Schnittstellenpotenzial.

Schlüsselwörter (Keywords)

Die Arbeit fokussiert auf die Analyse von Energiesystem-Simulationsmodellen, insbesondere für Batteriezellen, Speichersysteme, erneuerbare Erzeuger und Elektrofahrzeuge. Wichtige Schlüsselwörter sind: Energiesystemsimulation, Speichersystem, Batteriezelle, erneuerbare Energien, Elektrofahrzeug, Sektorkopplung, Stromsystem, Stromnetz, Schnittstelle, "SimSES", "emobpy".