42002 Modellering af energisystemer ved brug af OR
2021/2022
Overordnede kursusmål
Formålet med kurset er at introducere de studerende til de
grundlæggende principper i energisystemmodellering. Med fokus på et
bæredygtigt energisystem betragter vi mange forskellige
teknologier, dog med særlig vægt på vedvarende energi, som fx
vindmøller. Vi tilstræber at formulere simple modeller af
elsystemer med bæredygtig energi. Hensigten er at analysere drift
og design af et system i henhold til bæredygtighed, driftssikkerhed
og økonomisk effektivitet. For at adressere disse udfordringer er
en betydelig bestanddel af kurset afsat til teori om og anvendelse
af modellering og optimering. Ideen er at de studerende skal lære
selv at gennemføre hele processen med at identificere et problem,
formulere en model, håndtere data, implementere modellen og
analysere resultaterne (dette vil delvist foregå ved at arbejde i
grupper med et selvvalgt projekt, der fokuserer på et specifikt
problem fra kurset).
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Liste og forklare de tekniske udfordringer, der er forbundet
med at opnå en sikker og økonomisk effektiv drift af et
energisystem med vedvarende energi. Detaljeringsgraden skal svare
til et offentligt seminar for energiindustrien
- Formulere et matematisk programmeringsproblem; identificere
objektfunktion, bibetingelser, variable og parametre; karakterisere
et brugbart, optimalt og ubegrænset problem; formulere og fortolke
det duale problem; formulere et heltalsproblem
- Formulere economic dispatch og unit commitment for
elproducerende enheder, drift af et electricitetslager samt
integration af vedvarende energi vha. matematisk programmering
- Formulere et lineært problem/heltalsproblem for et specifikt
problem inden for drift af og investering i et energisystem, givet
en kvalitativ beskrivelse af problemet
- Implementere en matematisk programmeringsmodel i GAMS, givet en
matematisk formulering af problemet
- Indsamle, håndtere og formatere data, f.eks. tidsseriedata for
produktion og forbrug til de modeller, der bruges i kurset
- Verificere modellerne og lave modelkørsler af en sådan kvalitet
at resultaterne kan bruges til at analysere et givet problem
- Analysere og præsentere modelresultaterne. Niveauet skal være
sådan at både resultater og deres implikationer nemt kan forstås af
de øvrige studerende på kurset
Kursusindhold
Kurset giver et overblik over et bæredygtigt energisystem med
særlig vægt på de udfordringer der er forbundet med drift og design
indenfor kort- og langtidsplanlægning, dvs. i tidsskridt af
størrelsesordenen en time til en dag. For at adressere disse
udfordringer anvendes matematiske programmeringsmodeller i energi.
Principperne for optimering vha. matematisk programmering,
anvendelsen indenfor energisystemmodellering og
software-implementering introduceres.
Litteraturhenvisninger
Kursusnoter og slides
Sidst opdateret
11. juni, 2021