Moderne Stromnetze sind derzeit von grossen Veränderungen in Bezug auf Technologie, Belastbarkeit und Effizienz betroffen, unter anderem durch den Einsatz von erneuerbaren Energiequellen und intelligenter Technologie. Die Modellierung und Optimierung grosser Energienetze wird durch die oben genannten Veränderungen erschwert. Um die zukünftigen Ziele des Netzbetriebs zu erreichen, entwickelt das Projekt die Analyse von Stromnetzen durch einen zweistufigen Modellierungs- und Simulationsprozess weiter.

Der Schwerpunkt liegt dabei auf mesoskopischen Stromnetzen und deren stochastischer Modellierung. Diese stehen einerseits noch in engem Zusammenhang mit der Stromerzeugung und dem Stromverbrauch, andererseits sind sie nicht weit von der Modellierung globaler Netze entfernt. Der Modellierungsansatz umfasst zwei spezifische und innovative Modellierungs- und Bewertungsebenen. Der erste Ansatz ist eine quantitative Bewertung der Belastbarkeit und führt zu Resilience Priority Values (RePV). Zur Berechnung der Netzwerk-RePVs planen wir die Arbeit an zwei Hauptproblembereichen: (1) Bereitstellung einer massgeschneiderten Belastbarkeitsmetrik und (2) vereinfachter Ansatz für Netzresilienz-Audits.

Auf der zweiten Ebene erweitern wir die Basiseinheiten (buses) um eine stochastische Leistungsflussmodellierung, die auf der Bottom-up-Architektur und der Leistung realer Stromnetze basiert und eine Beschreibung der einzelnen Stromverbraucher und -erzeuger verwendet. Im nächsten Schritt verwenden wir die spezifische (nahezu massstabsfreie) Netzarchitektur, die DC-Approximation und den schnellen linearen Solver, um ein schnelles optimales Leistungsfluss-Prototyping zu erstellen, das zur Verfeinerung der Netzstabilität (Resilienz) und zur Analyse der Auswirkungen von Systemoptimierungsmassnahmen in der Netzarchitektur verwendet werden kann.

Daher führen diese Modellierungsschritte von einem einfachen Übersichtsmodell zu einem fortgeschrittenen stochastischen Leistungsflussmodell auf der mesoskopischen Ebene. Die Ergebnisse können von Netzbetreibern, Energieversorgern und Regulierungsbehörden industriell genutzt werden, um die Belastbarkeitsniveaus zu bestimmen und das Design, die Bewertung und die Optimierung moderner Netze zu optimieren.

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