Mehrere Quellen und Zuteilung
Eine einzelne Energiezentrale enthält typischerweise mehr als eine Wärmequelle — eine Grundlasteinheit plus eine Spitzenlasteinheit oder eine Primärquelle plus eine Reserve. TESSA modelliert jede Quelle separat, damit der Dispatcher zu jeder Stunde zwischen ihnen wählen kann, das Kostenmodul CAPEX und OPEX korrekt aufsummieren kann und der Bericht Energie und Emissionen jedem Brennstoff zuordnen kann.
Diese Seite erläutert, wie Quellen geordnet werden, wie der Merit-Order-Einsatzalgorithmus funktioniert und wie die Last verteilt wird, wenn ein Netz mehrere Energiezentralen hat. Zu den Datenfeldern jeder Quelle siehe Datenmodell Netze und Wärmequellen. Wie die Wärmeverteilung in die übrige Simulation einfliesst, beschreibt Wärmeverluste und Simulation.
Quellen innerhalb einer Energiezentrale
Jede Quelle hat eine Reihenfolge (order) — eine positive Ganzzahl, die bestimmt, an welcher Stelle sie in der Einsatzsequenz steht. Reihenfolge 1 ist die Grundlastquelle (läuft zuerst, läuft am meisten); Reihenfolge 2 übernimmt, was Reihenfolge 1 nicht decken kann; und so weiter. Eine Quelle mit Reihenfolge ≤ 0 gilt als deaktiviert und wird nie eingesetzt.
Quellen werden mit fortlaufenden Reihenfolgennummern in der Reihenfolge erstellt, in der sie der Energiezentrale hinzugefügt werden. Sie können die Reihenfolge jederzeit mit dem Werkzeug Allocation strategy setter ändern.
Merit-Order-Einsatz
TESSA verwendet derzeit eine einzige Einsatzstrategie: MERIT_ORDER.
Zu jedem der 8760 Stundenzeitschritte arbeitet der Dispatcher die Quellen einer Energiezentrale in aufsteigender Reihenfolgennummer ab:
Jede Quelle füllt bis zu ihrer rated_power_useful (ihre an das Netz gelieferte installierte Kapazität). Jeder verbleibende Bedarf wird an die nächste Quelle in der Reihenfolge weitergegeben. Dies wird fortgesetzt, bis entweder der Bedarf gedeckt ist oder alle Quellen erschöpft sind.
Die Restlastquelle
Reicht die kombinierte installierte Kapazität aller Quellen an einer Energiezentrale nicht aus, um den Spitzenbedarf zu decken, erstellt TESSA automatisch eine virtuelle „Residual Load Source", die an die erste Energiezentrale angehängt wird. Sie hat im Modell keine Brennstoffkosten und keine Emissionen — sie erfasst lediglich den ungedeckten Fehlbetrag Stunde für Stunde.
Das Vorhandensein einer Restlastquelle in Ihren Ergebnissen ist ein Signal, dass das installierte Portfolio unterdimensioniert ist. Sie sollten Kapazität hinzufügen (die Nennleistung einer Quelle erhöhen oder eine neue Quelle hinzufügen) und die virtuelle Restlastquelle vor Abschluss der Studie entfernen.
Ordnungsprinzipien
Das Merit-Order-Konzept lässt sich direkt auf wirtschaftliche und betriebliche Logik abbilden:
| Reihenfolge | Typischer Quellentyp | Warum |
|---|---|---|
| 1 | Wärmepumpe, Geothermie, Abwärme | Niedrige Grenzkosten; so viele Stunden wie möglich laufen lassen |
| 2 | Biomassekessel, Solarthermie | Mittlere Grenzkosten; füllt die von Reihenfolge 1 gelassenen Lücken |
| 3 | Gaskessel, Ölkessel | Hohe Grenzkosten; nur Spitzenlastkappung |
| 4+ | Elektrokessel, Notreserve | Sehr hohe Grenzkosten oder begrenzte Verfügbarkeit |
TESSA erzwingt diese Konvention nicht — Sie können jede beliebige Reihenfolge zuweisen. Der Dispatcher verwendet einfach die von Ihnen gesetzten Ganzzahlwerte.
Reihenfolge der Quellen festlegen und ändern
Wenn Sie einer Energiezentrale Quellen hinzufügen, erhalten diese die Reihenfolgennummern 1, 2, 3, … in der Reihenfolge, in der sie hinzugefügt werden. So ändern Sie die Reihenfolge:
- Öffnen Sie die Energiezentrale im Netzeditor.
- Wählen Sie eine Quelle aus und verwenden Sie das Werkzeug Allocation strategy setter.
- Geben Sie die neue Reihenfolgennummer ein. Das Werkzeug prüft, dass keine zwei aktiven Quellen dieselbe Reihenfolge teilen.
Derzeit wird nur MERIT_ORDER unterstützt. Gleichverteilte und festanteilige Einsatzstrategien stehen auf der Produkt-Roadmap.
Mehrere Energiezentralen in einem Netz
Ein Netz kann mehr als eine Energiezentrale haben. Jede Energiezentrale setzt ihr eigenes Quellenportfolio unabhängig ein; welche Last jede Zentrale sieht, wird durch die hydraulische Lösung bestimmt.
In TESSA gibt es keine explizite „Zonen"-Zuweisung. Der hydraulische Solver bestimmt anhand der Leitungswiderstände, welche Energiezentrale welche Übergabestationen versorgt — Übergabestationen nahe EC 1 werden natürlicherweise von EC 1 versorgt und Übergabestationen nahe EC 2 von EC 2, aber die Grenze verschiebt sich mit Last und Temperatur. In einem typischen Design:
- EC 1 (niedrigere Grenzkosten) läuft mit höherer Auslastung und versorgt das Kernnetz.
- EC 2 (höhere Grenzkosten) aktiviert sich zu Spitzenstunden und kann eine Teilzone versorgen, die hydraulisch näher an ihr liegt.
Wenn Sie eine bestimmte Versorgungszone erzwingen möchten, tun Sie dies über die Netztopologie — indem Sie keine Hauptleitung (backbone) zwischen den beiden Energiezentralen führen, versorgt jede EC nur die direkt an sie angeschlossenen Übergabestationen.
Ergebnisse der Quellen nach dem Einsatz
Nach der Simulation trägt jede Quelle einen vollständigen Satz stündlicher und jährlicher Ergebnisse:
| Feld | Beschreibung |
|---|---|
rated_power_useful |
Kapazität, die Wärme an das Netz liefert (kW) |
rated_power_final |
Entsprechender Endenergieverbrauch (kW) |
annual_energy_useful |
Jährlich an das Netz gelieferte Wärme (kWh) |
annual_energy_final |
Jährlich verbrauchter Brennstoff oder Strom (kWh) |
full_load_hours |
Äquivalente Volllaststunden |
Die stündliche Lieferkurve (eine Zeile pro Stunde des Jahres) erfasst Leistung, Energie, Brennstoffverbrauch und CO₂-Emissionen zu jedem Zeitschritt. Diese fliessen in die Quellenaufschlüsselung des Szenarioberichts und in die Brennstoffkostenberechnung des Finanzmodells ein.
Nächste Schritte
- Datenmodell Netze und Wärmequellen — die Datenfelder jedes Wärmequellenobjekts, einschliesslich Brennstoffkosten und Emissionsfaktoren.
- Wärmeverluste und Simulation — wie der Dispatcher in die umfassendere Simulationssequenz eingebettet ist.