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Die Sektorenkopplung bietet die Möglichkeit, den Wärme- und Verkehrssektor mit Strom aus erneuerbaren Energien zu dekarbonisieren und gleichzeitig die Flexibilität der neuen Verbraucher dafür zu nutzen, das Stromsystem zu stabilisieren. Dafür ist die Steuerung einer hohen Anzahl dezentral verteilter Anlagen nötig. Hierfür stellt die agentenbasierte Steuerung auf Basis spieltheoretischer Methoden einen vielversprechenden Ansatz dar. Dabei wird ein komplexes Gesamtsystem als eine Ansammlung simpler Komponenten aufgefasst, die miteinander interagieren und gemeinsam das Gesamtsystemverhalten bestimmen; die Optimierung findet direkt in den Anlagen statt. Ziel dieser Untersuchung ist es, ein ganzheitliches Konzept für die agentenbasierte Steuerung einer großen Anzahl sektorenkoppelnder Anlagen auf Basis spieltheoretischer Methoden zu entwickeln sowie mittels Simulation zu testen und zu bewerten. Ein Fokus liegt dabei auf der dezentralen Optimierung (d. h. ohne zentrale Einheit, die als Koordinator und Informationsaggregator fungiert).

Die Optimierung wird auf Basis von Potenzialspielen umgesetzt und erfordert neben der Definition einer entsprechenden Nutzenfunktion die Festlegung eines geeigneten Lernmechanismus. In dieser Studie werden drei verschiedene Lernmechanismen untersucht, die alle in ihrer Grundvariante eine zentrale Einheit für die Kommunikation erfordern. Um eine dezentrale Optimierung zu ermöglichen, werden agentenspezifische Zustandsvariablen eingeführt und zwei Potenzialspiele zur Erreichung des Gesamtziels gekoppelt. Auf Basis dieses Ansatzes wird ein Steuerungskonzept für sektorenkoppelnde Anlagen entwickelt, das zwei aufeinander aufbauende Phasen beinhaltet: die Einsatzplanung und den Echtzeitbetrieb. In der Einsatzplanung findet eine vorausschauende Optimierung für einen definierten Planungszeitraum statt; im Echtzeitbetrieb wird das Ergebnis der Einsatzplanung in den Anlagenbetrieb umgesetzt. Um die Ergebnisse des Echtzeitbetriebs zu…

Schlagworte

Spieltheorie, Sektorenkopplung, Multi-Agenten-Systeme, Dezentrale Optimierung, Energiewirtschaft, Energiesysteme, Elektroauto, Wärmepumpe, Agentenbasierte Steuerung, Agentenbasierte Simulation, Lastmanagement, Lademanagement, BHKW, Spieltheoretische Optimierung, Steuerung