AnyLogicシミュレーションモデリングによるエネルギーシステムの最適化

AnyLogicシミュレーションモデリングによるエネルギーシステムの最適化

序文

カールスルーエ工科大学とEDFカンパニーの共同研究センターである欧州エネルギー研究所(European Institute for Energy Research /EIFER)は、様々な地域でのエネルギーシステムの分散化に対処し、再生可能エネルギーを促進する組織です。ローカライズされたエネルギーシステムは、従来のシステムとは異なり、発電施設が近くにあるため、長距離にわたって電気を伝送する必要はありません。EIFERのエンジニアは、AnyLogicシミュレーションモデリングを使用し、ローカライズ(地域分散)されたシステムをどのように計画し運用すべきかを探り出し、エネルギーシステムのすべてを含むマルチスケールモデルの設計を支援し、システムの全体わたる問題の原因と影響を理解し、さらに分散システムで発生する可能性のある緊急事態に対応することを目的としました。

ケース#1:島国におけるスマートグリッドモデリング–消費者サイドのフレキシビリティ

緊急時応答シミュレーション

問題

島国のエネルギー生産は高価になりがちであり、石油価格に依存します。EIFERは、そのような地域での太陽光発電が従来のエネルギーシステムにどう影響するかをテストすることを目的としており、コストと石油依存の削減対策を考慮する必要がありました。

緊急時応答シミュレーション

解決策

現在のシステムは、電圧高低に応じて3つのスケールで構成されていました。最も低い電圧(顧客レベル)のエリアは、太陽光発電が選ばれました。これらがモデルにおいて分散され、実験が実行した後、データを再集計して、システム全体への影響を把握することでシステムの破損や電力過剰消費を回避しました。

システムのバランスが乱れるか否かをテストするために、島が雲で部分的に覆われるシナリオをモデル化することにしました。 曇りの範囲により、晴天の地域にある火力発電所で生産量が増加し、システムの不均衡につながる可能性があることが判明しました。

結果

AnyLogicモデリングは、島の現在のエネルギーシステムに対する太陽光発電の影響をシミュレートするのに役立ちました。雲の地域シナリオは、モデルの柔軟性をテストし、システムへの気象影響を示すために実装されました。

ケース#2:ローカルエネルギーシステム管理の最適化

緊急時応答シミュレーション

問題

EIFER研究者はエネルギー発生の新しい方法だけでなく既存の方法(コジェネレーション)も検討します。このプロセスは、発電と熱が同時に発生するため、生産コストが削減されます。また、二酸化炭素排出量を削減する最も費用効率の高い方法の1つです。EIFERのエンジニアは、AnyLogicを使用して、コジェネレーションシステムの動作をモデル化および最適化し、様々なエネルギー源がどのように相互作用するか調べました。


解決策

コジェネレーションシステムは電気と熱を生産し、一般の人々と第三次産業は消費する側で示しました。熱は家庭に送られますが、電気は家庭や送電網に送られます。出力統計では、エネルギーが消費者にどのように分配されているかを示し、資本支出と運用支出の分析を可能にしました。

結果

AnyLogicは、1つのモデル中で、それぞれの部品を接続して、エネルギーシステム全体をモデル化することが可能です。また、ユーザー・フレンドリーなインターフェースは、経験の浅いAnyLogicユーザーのモデル構築作業を強力にサポートします。

出力される統計データにより、モデラーはエネルギーシステムに影響を与える季節性要因を把握し、経済指標を分析することができました。

結論

エネルギーシステムはマルチスケールになる傾向があり、さまざまな要因によって簡単に影響を受ける可能性があります。AnyLogicシミュレーションモデリングを使用すると、複雑なシステムを簡素化し、変動性のある問題を把握でき、一つのイベントがシステム全体に与える影響を示すことができます。


EIFERがエネルギーシステムの分散化を実行し、再生可能エネルギー源を適用する方法の詳細については、以下の記事をご覧ください。

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