Optimierung von Energieversorgungssystemen: Modellierung, Programmierung und Analyse

Vorwort
Vorwort 2023
Inhaltsverzeichnis
1: Das Projekt OEMOF
	1.1	 Techniken zur Entwicklung von Strategien und Handlungsoptionen
	1.2	 Worauf basiert OEMOF?
	1.3	 Linear Programming (LP) und Mixed-Integer Linear Programming (MILP)
		1.3.1	 Linear Programming (LP)
		1.3.2	 Beispiel „Biogasproduktion“
		1.3.3	 Formaler Aufbau LP
		1.3.4	 Mixed-Integer Linear Programming (MILP)
		1.3.5	 Sensitivitätsanalysen
	Literatur
2: Das generische Basismodell in OEMOF
	2.1	 Grundlagen in Python
		2.1.1	 Klassen, Objekte und Methoden
		2.1.2	 Daten
		2.1.3	 Erstellen von Klassen, Objekten und Methoden
		2.1.4	 Klassenvariablen
		2.1.5	 Vererbung
		2.1.6	 Ein eigenes Beispiel in Python umsetzen
	2.2	 Strukturaufbau des generischen Models in OEMOF
	2.3	 Libraries in OEMOF
		2.3.1	 Bibliothek „oemof-network“
		2.3.2	 Bibliothek „oemof-solph“
		2.3.3	 Bibliothek „oemof-outputlib“
		2.3.4	 Bibliothek „feedinlib“
		2.3.5	 Bibliothek „demandlib“
	2.4	 Zentrale Packages und Module in OEMOF
		2.4.1	 Module energy_system
		2.4.2	 Module groupings
		2.4.3	 oemof.outputlib package
		2.4.4	 oemof.solph package
		2.4.5	 oemof.tools package
	2.5	 Vorgehen bei der Entwicklung eines eigenen Modells
	Literatur
3: Mathematische Beschreibung der Objekte
	3.1	 Mathematisches Gleichungssystem im Modul „blocks.py“
		3.1.1	 class Flow(SimpleBlock)
		3.1.2	 class InvestmentFlow(SimpleBlock)
		3.1.3	 class Bus(SimpleBlock)
		3.1.4	 class Transformer(SimpleBlock)
		3.1.5	 class NonConvexFlow(SimpleBlock)
	3.2	 Mathematisches Gleichungssystem im Modul „components.py“
		3.2.1	 class GenericStorage(network.Transformer)
		3.2.2	 class GenericStorageBlock(SimpleBlock)
		3.2.3	 class GenericInvestmentStorageBlock(SimpleBlock)
		3.2.4	 class GenericCHP(network.Transformer)
		3.2.5	 class GenericCHPBlock(SimpleBlock)
		3.2.6	 class ExtractionTurbineCHP(solph_Transformer)
		3.2.7	 class ExtractionTurbineCHPBlock(SimpleBlock)
	3.3	 Mathematisches Gleichungssystem im Modul „constraints.py“
	3.4	 Mathematisches Gleichungssystem im Modul „custom.py“
		3.4.1	 class ElectricalLineBlock(SimpleBlock)
		3.4.2	 GenericCAESBlock(SimpleBlock)
	3.5	 Mathematisches Gleichungssystem im Modul „models.py“
	Literatur
4: Modellierung in OEMOF
	4.1	 Die Arbeit mit dem Framework von OEMOF
		4.1.1	 Eine Vertiefung in Python Programmierung
		4.1.2	 Oemof-energy_system
		4.1.3	 Oemof-groupings
		4.1.4	 Oemof-network
		4.1.5	 Oemof-solph
		4.1.6	 Oemof-outputlib
		4.1.7	 Oemof-feedinlib
		4.1.8	 Oemof-demandlib
	4.2	 Beschaffung von Daten
	4.3	 Das Programsystem Spyder
		4.3.1	 Spyder Editor
		4.3.2	 Variable Explorer
	Literatur
5: Getting startet
	5.1	 Installation von OEMOF
	5.2	 Mein erstes Modell
	5.3	 Definition von Szenarien
	Literatur
6: Modellierung von Optimierungsproblemen im Energiesektor mit OEMOF
	6.1	 Studie „Elektrifizierung von Landmaschinen und Einsatz von Photovoltaik“
		6.1.1	 Investitionsberechnung in OEMOF
		6.1.2	 Finanzmathemtische Erweiterung der Annuitätenmethode im Modul „economics_BAUM“
		6.1.3	 Der Quellcode des Moduls „economics_BAUM“
		6.1.4	 Die Applikation „GridCon_storage“
	6.2	 Modellierungsbeispiele aus OEMOF im Release v0.2.0
		6.2.1	 Beispiel „simple_dispatch“
		6.2.2	 Beispiel Investment Modelle – Variante 1: Investitionskosten für Windkraft, PV und Speicher
		6.2.3	 Beispiel Investment Modelle – Variante 2: Investitiotnskosten für Speicher
	Literatur