Grundlagen für ein Multi-Agentensystem zur Simulation von Energienetzen und Netzsteuerungsparadigmen (MASimBa)

Forschungs- und Entwicklungsprojekt im 6. Energieforschungsprogramm

Energiesysteme der Zukunft erfordern dezentrale Regelungsansätze. Aggregate im Stromnetz, ausgestattet mit entsprechenden Sensoren, können sich in diesen Systemen durch die Messung geeigneter Stromparameter eigenständig im Sinne der Systemstabilität verhalten, ohne von zentralen Einrichtungen (detaillierte) Vorgaben zu erhalten.

Mit einem Multi-Agenten-basierten Simulationsansatz sollen die grundsätzliche technische Funktionsweise und Realisierungsmöglichkeit dezentraler Regelungsansätze in Form von realitätsnahen Simulationen von Stromnetzen und dezentralen Verbrauchs-, Speicher- und Erzeugungsaggregaten erprobt werden. Dabei sollen zunächst vor allem die benötigten Grundlagen geschaffen werden, um das Konzept im Erfolgsfall zu skalieren. Aufbauend auf der Simulation des technischen Systems der Energieversorgung sollen die Grundlagen für die Simulation und Analyse der korrespondierenden wirtschaftlichen Aspekte aus der Sicht der Akteure vom Netzwerks- oder Kraftwerksbetreiber bis hin zum lokalen "Prosumer" mit eigener Erzeugungsanlage oder normalen konsumierenden Haushalten oder Gewerbebetrieben abgebildet werden.

Im Vorhaben werden daher die technischen und wirtschaftlichen Systemkomponenten durch insgesamt drei Agentenmetaklassen abgebildet. Hierbei soll erstmalig auch die physikalische Netzebene als agentenbasiertes System realisiert und untersucht werden, ob und in welcher Weise die agentenbasierte Simulationstechnik zur korrekten Abbildung von realen Stromnetzprozessen geeignet ist oder ggf. weiter entwickelt werden kann. Hinzu kommen die Metaklassen der Kommunikationssysteme und der wirtschaftlichen Akteure. Das Systemmodell wird dabei als holonisches System aufgebaut, das einem einzelnen Agenten ermöglicht, sich mit anderen Agenten zu einer Agentengruppe zusammenzuschließen, um damit die hierarchische Struktur heutiger Energiesysteme nachbilden zu können und gleichzeitig die Komplexität zu reduzieren.

Die Qualität der neuartigen Simulation soll anhand eines realen Referenzprojektes bewertet werden. Hierfür konnte die MITNETZ STROM, ein regionaler Verteilnetzbetreiber, als Projektpartner gewonnen werden.

Ziel des Vorhabens ist es, die Grundlagen für die Entwicklung einer virtuellen Simulations- und Experimentierplattform zur Evaluation innovativer dezentraler Regelungsansätze zu schaffen, die eine möglichst realitätsnahe Abbildung der Transformation des Energiesystems von großen Erzeugungsanlagen hin zu dezentralen, EE-basierten Anlagen ermöglicht. Damit wird die Basis für einen neuen Forschungspfad zur Umsetzung der Energiewende geschaffen.

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