Målet for kurset er at introducere de studerende til de grundlæggende principper for modellering af energisystemer. Der vil være fokus på fremtidige bæredygtige energisystemer og hvordan de afviger fra eksisterende systemer. Formålet med kurset er for det første at give en oversigt over elementerne i de nye vedvarende energisystemer og de tekniske udfordringer i forbindelse med design og drift, for det andet at introducere relevante modeller og simuleringsværkstøjer til systemvurdering i forhold til pålidelighed, økonomisk efficiens, brændselsforbrug og emissioner, og endelig at arbejde med et specifikt designproblem under anvendelse af et af værktøjerne i et gruppeprojekt. Projektemnet vil blive valgt baseret på de studerendes uddannelsesbaggrund og interesser ud fra et projektkatalog foreslået af kursusunderviserne. Den studerende bliver introduceret til de overvejelser der ligger bag forskellige energisystemmodeller i forbindelse med modelformål, modelantagelser, modeldesign og matematisk formulering.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Præsentere en liste over de tekniske udfordringer der er forbundet med at opnå pålidelig og økonomisk drift af et energisystem med vedvarende energi på et detaljeringsniveau svarende til et offentligt seminar for energiindustrien
Konstruere en simpel energistrømsmodel for et specifikt energisystem med vedvarende energikilder baseret på en skriftlig beskrivelse af energisystemet
Analysere et specifikt problem relateret til design og drift af et energisystem med vedvarende energi ved brug af den simple energistrømsmodel
Opskrive komponenterne i en optimeringsmodel udtrykt vha. matematisk programmering, karakterisere en brugbar og en optimal, primær og dual løsning samt beskrive forskellen mellem lineær- og heltalsprogrammering med hensyn til modelstruktur
Lave en matematisk formulering af en lineær optimeringsmodel til analyse af et specifikt forhold inden for energisystemdrift og –design baseret på en skriftlig beskrivelse af forholdet og energisystemet
Implementere en lineær optimeringsmodel i GAMS (www.gams.com) baseret på en matematisk beskrivelse af optimeringsproblemet
Lave en matematisk formulering af en simpel dynamisk simuleringsmodel af frekvenskontrolloopet i et elsystem
Implementere og analysere den dynamiske simuleringsmodel i Matlab, Simulink software
Indsamle, håndtere og analysere inputdata, f.eks. historiske tidsserier for elforbrug og fremskrivninger af årligt elforbrug, så de er brugbare i de ovenstående modeller
Udføre modelkørsler og modelverifikation i en sådan grad at de frembragte modelresultater er brugbare til en analyse af problemstillingen
Analysere og præsentere modelresultater både mundtligt og skriftligt på et sådant niveau at modelresultater og implikationerne af disse er umiddelbart forståelige for andre studerende på kurset
Kursusindhold:
Kurset er hovedsagelig baseret på det danske energisystem og vil give en introduktion til modellering af energisystemer. Der vil især blive fokuseret på modeludfordringer i forbindelse med indførelsen af vedvarende energi i energisektoren. Der vil være fokus på relevante tekniske og ingeniørvidenskabelige aspekter ved systemet der skal sikre pålidelig og økonomisk effektiv drift af energisystemet. For at klare disse udfordringer anvendes metoder til analyse af systemdesign og systemdrift der involverer ingeniørvidenskabelige discipliner såsom modellering og computersimulering.
Bemærkninger:
Kurset bliver holdt på Risø DTU, Nationallaboratoriet for Bæredygtig Energi, Roskilde.
