TU Berlin

Fachgebiet Energie- und RessourcenmanagementThemenvorschläge

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Themenvorschläge für wissenschaftliche Arbeiten

 
Kurzbeschreibung
Betreuer
  • BA: Volkswirtschaftliche Bewertung von Lastprognosen
Aufgabenstellung: Eine systemanalytische Bewertung von Energiesystemen mit einem hohen Anteil erneuerbarer dargebotsabhängiger Einspeisung erfordert die Anwendung von zeitlich und räumlich hochaufgelösten Modellen. Insbesondere Strom-Verteilnetzbetreiber stehen vor der Herausforderung, die Lasten ihrer nicht leistungsgemessenen Letztverbraucher vorherzusagen. Sie sind dazu verpflichtet die Abweichung zwischen der durch die Standardlastprofile gebildeten Prognose und der tatsächlichen Last der Profilkunden viertelstundenscharf zu veröffentlichen sowie für einen optimierten und sicheren Netzbetrieb zu sorgen.
 
Im Rahmen des Forschungsprojekts DemandRegio wurde am Fachgebiet E&R ein einheitliches und transparentes Verfahren zur zeitlich und räumlich hochaufgelösten Modellierung des Stromverbrauchs entwickelt. Das entwickelte Prognoseverfahren ermöglicht eine Reduktion von Prognosefehlern der Verteilnetzbetreiber, die sich in volkswirtschaftlichen Nutzen des Stromsystems niederschlagen sollte. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit soll der volkswirtschaftliche Nutzen der Prognoseverbesserungen des DemandRegio-Stromverbrauchsmodells geschätzt werden.
Vollständige Ausschreibung  
 
Stephan Seim
  • MA/BA: Anpassung eines Lastprofilgenerators für den Haushaltssektor  [reserviert]
Aufgabenstellung: Eine systemanalytische Bewertung von Energiesystemen mit einem hohen Anteil erneuerbarer dargebotsabhängiger Einspeisung erfordert die Anwendung von zeitlich und räumlich hochaufgelösten Modellen. Insbesondere die detaillierte Betrachtung von Energieverbräuchen spielt eine wichtige Rolle für die Erstellung von Energieprojektionen und –szenarien. Der Haushaltssektor ist für etwa 25% des gesamten inländischen Stromverbrauchs verantwortlich. Da für den Haushaltssektor bisher keine belastbare Datenbasis existiert, gibt es seit einiger Zeit Versuche, die Energienachfrage durch eine bottom-up Modellierung des Energieverbrauchs mithilfe typischer Ausstattung und Verhaltensmuster herzuleiten. Auch am Fachgebiet für E&R wurde ein Python-basierter Lastganggenerator entwickelt, der in der Lage ist, hochauflösende, gerätespezifische Stromnachfrageprofile für einzelne Haushalte zu simulieren. Im Rahmen der Bachelorarbeit soll dieser Python-basierte Lastprofilgenerator übernommen und angepasst werden.
Vollständige Ausschreibung
 
Stephan Seim
  • MA: Entwicklung eines mehrperiodigen Investitionsmodells für das deutsche Stromsystem [reserviert]
Aufgabenstellung: Der Zubau erneuerbarer Energien und der Rückbau fossiler Kraftwerkskapazitäten stellen das Stromsystem vor große Herausforderungen. Um Vorhersagen über zukünftige Kraftwerksportfolien treffen zu können, lassen sich Modelle als ein Analyseinstrument einsetzen. Ziel der Arbeit ist es, das existierende Strommarktmodell des Fachgebiets Energie- und Ressourcenmanagement so zu erweitern, dass mehrperiodige Investitionsentscheidungen besser abgebildet werden können. Zudem sollen Parametrierungen für das Investitionsmodell, etwa in Form von Potenzial- und Investitionslimits für einzelne Technologien erarbeitet werden. Die Modellerweiterung geschieht in enger Abstimmung mit dem Fachgebiet sowie den Entwicklern des genutzten Modellierungsframeworks oemof (solph). Gute Grundkenntnisse von Python und objektorientierter Programmierung sind Voraussetzung einer erfolgreichen Bearbeitung.

Johannes Kochems

und

Johannes Giehl
  • MA: Bewertung der Auswirkung verschiedener Stromtarifstrukturen auf Nachfrageflexibilisierung
Aufgabenstellung: Eine Flexibilisierung der Stromnachfrage stellt eine der Optionen zum Ausgleich von Erzeugungsschwankungen aus fluktuierenden erneuerbaren Energien dar. Zur Bewertung von Nachfrageflexibilisierung aus einzelwirtschaftlicher Perspektive existiert bereits ein Modellansatz am Fachgebiet (s. Gartner et al. 2018). Ziel der Arbeit ist es, aufbauend auf diesem Modellansatz die Auswirkung verschiedener Anpassungen von Stromtarifen und -tarifstrukturen auf das Nachfrageflexibilisierungspotenzial zu untersuchen. Hierbei ist insbesondere eine Dynamisierung von Preiskomponenten in den Blick zu nehmen. Im Rahmen der Arbeit kann zudem der vorhandene methodische Ansatz weiterentwickelt werden in Hinblick auf die Reduktion von Komplexität sowie die Erhöhung von Freiheitsgraden der Modellierung.

Johannes Kochems

  • MA: Integration von Regelleistung in ein Fundamentalmodell des Strommarkts
Aufgabenstellung: Regelleistung dient dem kurzfristigen Ausgleich von Systembilanzungleichgewichten im Stromsystem und stellt insofern ein wichtiges Instrument der Systemsicherheit dar, das auch in Modellbetrachtungen des Stromsystems einbezogen werden sollte. Ziel der Arbeit ist es, ein existierendes Fundamentalmodell des vortägigen Elektrizitätsmarkts um eine Modellierung von Regelleistung zu ergänzen. Hierbei sollen in Anlehnung an existierende Forschungsarbeiten Regelleistungsbedarfe approximiert und zusätzliche Nebenbedingungen in das Modell integriert werden. Hierbei kann zwischen den verschiedenen Regelqualitäten (Primär- und Sekundärregelleistung sowie Minutenreserve) unterschieden werden oder im einfachsten Fall ein pauschaler Reservebedarf modelliert werden.

Johannes Kochems

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