-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschätzen eines zukünftigen Stromverbrauchs innerhalb eines Verbrauchernetzwerks mittels eines Stromvorhersagesystems, bei welchem in Abhängigkeit von einem sozio-ökonomischen Rechenmodell für den Stromverbrauch und in Abhängigkeit von einem technologischen Rechenmodell für den Stromverbrauch und in Abhängigkeit von zumindest einem Lastprofil-Rechenmodell für den Stromverbrauch der zukünftige Stromverbrauch mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Stromvorhersagesystems abgeschätzt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, ein computerlesbares Speichermedium sowie ein Stromvorhersagesystem.
-
Zur Planung von Stromversorgungsnetzen, welche auch als Verbrauchernetzwerk bezeichnet werden können, ist es nötig, den zukünftigen Stromverbrauch beziehungsweise Strombedarf auf nationaler und/oder regionaler Ebene abzuschätzen. Es ist hierbei bekannt, dass vor allem durch Extrapolation von historischen Werten eine Stromabschätzung durchgeführt wird. Mit verstärktem Einsatz zusätzlicher Stromverbraucher durch die verstärkte Elektrifizierung, beispielsweise durch Elektroautos oder Wärmepumpen, ist diese Extrapolation nicht mehr möglich. Es werden deutlich disruptivere Veränderungen erwartet, welche in die Planung mit aufgenommen werden müssen. Es ist jedoch nur durch möglichst gute Prognosen des zukünftigen Verbrauchs möglich, ein Verbrauchernetzwerk richtig zu dimensionieren, ohne dabei die Versorgungssicherheit zu gefährden oder das Verbrauchernetzwerk deutlich zu groß zu dimensionieren.
-
Aus dem Stand der Technik ist ferner bekannt, dass zur Vorhersage von Strom- und Energienachfragen zur Auslegungsplanung von Stromversorgungsnetzen Modelle und Rechenmethoden verwendet werden. Beispielsweise beruhen diese Vorhersagen auf einer statistischen Extrapolation der Vergangenheit basierend auf beispielsweise ökonometrischen Modellen oder einfacher Indikatorenmodelle. Ferner sind sogenannte „End-Use“-Modelle bekannt, welche den gesamten Endenergieverbrauch auf Module disaggregieren und diesen unter dem Einfluss von sozialen, ökonomischen und technologischen Faktoren analysieren. Weiterhin sind sogenannte hybride Modelle bekannt, welche eine Kombination von den beiden Vorgehensweisen für die Validierung und bessere Ergebnisse durchführt.
-
Des Weiteren sind diverse Modelle bekannt, welche zur Planung von elektrischen Energiesystemen auf einer sogenannten Lastkurven-Prognose basieren.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt, ein computerlesbares Speichermedium sowie ein Stromvorhersagesystem zu schaffen, mittels welchen ein zukünftiger Stromverbrauch unter Berücksichtigung von statistischen Werten als auch Anwendereingaben verbessert abgeschätzt werden kann.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt, ein computerlesbares Speichermedium sowie ein Stromvorhersagesystem gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschätzen eines zukünftigen Stromverbrauchs innerhalb eines Verbrauchernetzwerks mittels eines Stromvorhersagesystems, bei welchem in Abhängigkeit von einem sozio-ökonomischen Rechenmodell für den Stromverbrauch und in Abhängigkeit von einem technologischen Rechenmodell für den Stromverbrauch und in Abhängigkeit von zumindest einem Lastprofil-Rechenmodell für den Stromverbrauch der zukünftige Stromverbrauch mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Stromvorhersagesystems abgeschätzt wird.
-
Es ist vorgesehen, dass zumindest ein Parameter des sozio-ökonomischen Rechenmodells und/oder des technologischen Rechenmodells und/oder des Lastprofil-Rechenmodells mittels einer Eingabeeinrichtung des Stromvorhersagesystems in Abhängigkeit von einer Nutzereingabe parametriert wird und in Abhängigkeit von dem parametrierten Parameter der zukünftige Stromverbrauch abgeschätzt wird.
-
Insbesondere ist somit eine Verfahren beschrieben, welches insbesondere ein computerimplementiertes Verfahren ist, mit welchem der zukünftige Stromverbrauch durch eine Kombination von sowohl statistischen Werten als auch durch Anwendereingaben hinsichtlich der technologischen Entwicklung, beispielsweise bezüglich Annahmen zum Anteil von Elektroautos oder Wärmepumpen und entsprechender Effizienzwerte, abgeschätzt wird. Das entsprechende Stromvorhersagesystem weist dabei eine grafische Benutzeroberfläche (Graphical Unser Interface - GUI) für eine einfache Bedienung auf. Hierbei können beispielsweise ferner unterschiedliche Modi für den Nutzer bereitgestellt werden. Beispielsweise kann ein Expertenmodus bereitgestellt werden, wobei sich die entsprechenden Modi im Detailgrad der Annahmen hinsichtlich der technologischen Entwicklung, welche der Nutzer zu treffen hat, unterscheiden.
-
Dadurch kann eine Vielzahl von Szenarien mit einer einfachen Eingabe von Annahmen erstellt werden und entsprechende Ergebnisse können automatisiert bestimmt werden.
-
Insbesondere ist es somit mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht, dass neben historischen Extrapolationen sowie unter Berücksichtigung von sozio-ökonomischen Daten, beispielsweise Bruttosozialprodukt oder Bevölkerungsentwicklung, als auch technologische Entwicklungen berücksichtigt werden können. Diese beinhalten beispielsweise neuartige Technologien wie Elektroautos oder elektrisch betriebene Heizeinrichtungen, beispielsweise Wärmepumpen. Die reduzierte Datenanforderung im Vergleich zu komplexen Modellen gemäß dem Stand der Technik und die einfache Interaktion ermöglichen schnelle Ergebnisse mit wenig Fachwissen, sodass eine vereinfachte Anwendung für einen Nutzer realisiert werden kann.
-
Es ist somit ein Verfahren vorgeschlagen, das sowohl statistische Daten zum bisherigen Stromverbrauch und/oder sozio-ökonomische Daten berücksichtigt als auch zusätzlich technologische Entwicklungen miteinbeziehen. Das Verfahren ermöglicht die Erstellung von Szenarien durch wenige Annahmen und eine einfache Interaktion mit einer entsprechenden Eingabeeinrichtung, welche auch als Userinterface bezeichnet werden kann. Dadurch können bisherige Fähigkeiten im Bereich von Consulting-Lösungen im Umfeld der Planung von Energieversorgungssystemen verbessert werden.
-
Des Weiteren kann eine neuartige Kombination von Top-Down-Bottom-Up-Inputdaten realisiert werden. Es werden sowohl statistische Methoden als auch fundamentale Modelle über Technologien eingesetzt. Die Annahmeneingabe bei der Szenarioerstellung wird durch eine automatische Anpassung vereinfacht und eine Datenbank kann bei der Eingabe von Input-Daten unterstützen.
-
Als Verbrauchernetzwerk kann beispielsweise ein Energieversorgungsnetzwerk eines Landes beziehungsweise einer Nation oder einer Regierung bezeichnet werden.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird im sozio-ökonomischen Rechenmodell ein Nutzenenergieverbrauch berücksichtigt. Bei dem Nutzenenergieverbrauch ist insbesondere die tatsächliche Energiedienstleistung zu verstehen, also beispielsweise der Transport einer Person oder die benötigte Raumwärme. Somit kann ein Modell zur Vorhersage des gesamten Nutzenenergieverbrauchs unter Annahmen für die sozio-ökonomische Entwicklung realisiert werden. Insbesondere kann erst durch die Wahl einer entsprechenden Technologie die Nutzenenergie zu einem dann berechneten Stromverbrauch führen. Somit kann eine verbesserte Abschätzung des zukünftigen Stromverbrauchs realisiert werden.
-
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn im sozio-ökonomischen Rechenmodell ein Bruttoinlandsprodukt im Verbrauchernetzwerk und/oder eine Bevölkerungsanzahl innerhalb des Verbrauchernetzwerks und/oder eine Bevölkerungswachstumsrate im Verbrauchernetzwerk und/oder eine Wirtschaftswachstumsrate im Verbrauchernetzwerk als jeweilige parametrierbare Parameter berücksichtigt werden. Insbesondere können somit unterschiedliche sozio-ökonomische Parameter bei dem Abschätzen des zukünftigen Stromverbrauchs berücksichtigt werden. Ferner ist es ermöglicht, dass durch entsprechende Anpassungen dieser parametrierbaren Parameter eine Abschätzung des Stromverbrauchs durchgeführt werden kann. Somit können unterschiedliche Szenarien durch unterschiedliche sozio-ökonomische Veränderungen der Zukunft bestimmt werden und das Verbrauchernetzwerk entsprechend an diese Veränderungen angepasst werden.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform werden im technologischen Rechenmodell ein Wirkungsgrad einer genutzten Stromverbrauchstechnologie und/oder einer Durchdringung genutzten Stromverbrauchstechnologie als jeweilige parametrierbare Parameter berücksichtigt. Als Stromverbrauchstechnologie können beispielsweise Elektrofahrzeuge oder Wärmepumpen angesehen werden. Ferner kann auch der Endenergieverbrauch eines Haushaltes aggregiert als entsprechender Stromverbraucher berücksichtigt werden. Entsprechende Wirkungsgrade können dann auf Basis einer zukünftigen Entwicklung neu parametriert werden, wodurch der Stromverbrauch besser abgeschätzt werden kann. Unter Durchdringung ist insbesondere zu verstehen, mit welchem prozentualen Anteil eine genutzte Stromerzeugungstechnologie und/oder Stromverbrauchstechnologie am Verbrauchernetzwerk teilnimmt. Sollte beispielsweise bei einer Stromverbrauchstechnologie als Elektrofahrzeug derzeit bei einem Prozent liegen, so kann dies zukünftig bei zehn Prozent liegen. Diese Durchdringung kann dann entsprechend parametriert werden und ein entsprechendes Szenario bestimmt werden, und somit der zukünftige Stromverbrauch auf Basis dieses Szenarios bestimmt werden.
-
Insbesondere werden im technologischen Modell somit die Auswirkungen der technologischen Entwicklungen auf den Stromverbrauch berücksichtigt. Diese können durch einfache Eingabe von Annahmen zur Veränderung der Energieeffizienz oder der Anteile verschiedener Technologien, zum Beispiel Ersatz von Verbrennungsmotor durch Elektroautos, durchgeführt werden. Die Werte werden automatisch angepasst, um das entsprechende technologische Rechenmodell insgesamt konsistent zu halten und nur die gewünschten Werte werden geändert.
-
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn im Lastprofil-Rechenmodell ein Gesamtlastprofil des Verbrauchernetzwerks und/oder ein Lastprofil einer genutzten Stromverbrauchstechnologie als jeweilige parametrierbare Parameter berücksichtigt werden. Insbesondere kann somit ein Grundlastprofil als Gesamtlastprofil erstellt werden, wobei hierbei beispielsweise ein gesamter Stromverbrauch eines Landes in Stundenauflösung desaggregiert wird. Die Disaggregation erfolgt in die einzelnen Bestandteile, welche beispielhaft ein residualer Stromverbrauch, Stromverbrauch durch Klimatisierung oder ein Stromverbrauch für Mobilität oder weitere Stromverbräuche sein können. Anschließend können je nach sozioökonomischer Entwicklung der einzelnen Sektoren sowie der Technologien die einzelnen Elemente skaliert werden und zu einer Gesamtlast als Gesamtlastprofil zusammengesetzt werden.
-
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn im Gesamtlastprofil ein residualer Stromverbrauch und/oder ein Klimatisierungsstromverbrauch und/oder einer Mobilitätsstromverbrauch berücksichtigt werden. Diese Aufzählung ist rein beispielhaft. Es können auch weitere Stromverbräuche berücksichtigt werden.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird zum Abschätzen des zukünftigen Stromverbrauchs dieser in hierarchisch disaggregierte Strukturen unterteilt und/oder eine Unterteilung bezüglich einer genutzten Stromerzeugungstechnologie durchgeführt. Insbesondere kann der Endenergieverbrauch in der hierarchisch disaggregierten Struktur bereitgestellt werden. Hierbei kann beispielsweise eine Unterteilung in Sektoren, Subsektoren, Kategorien sowie Technologien stattfinden. Eine Unterteilung der Stromerzeugungstechnologie, mit anderen Worten von Energieträgern, kann beispielsweise in Strom, Gas oder Benzin eingeteilt werden. Insbesondere ist es dadurch möglich, dass bei einer reduzierten Datenanforderung im Vergleich zu komplexeren Modellen gemäß dem Stand der Technik eine zuverlässige Abschätzung des zukünftigen Stromverbrauchs realisiert werden kann.
-
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn zumindest eine vergangene Information des Stromverbrauchs des Verbrauchernetzwerks und/oder von zumindest einem weiteren Verbrauchernetzwerk in einer Datenbankeinrichtung des Stromvorhersagesystems abgespeichert wird und die vergangene Information bei dem Abschätzen des zukünftigen Stromverbrauchs berücksichtigt wird. Somit können auch historische Daten genutzt werden, um den zukünftigen Stromverbrauch abzuschätzen. Des Weiteren ist es dadurch für einen Nutzer vereinfacht ermöglicht, das Stromvorhersagesystem zu bedienen, da mit wenigen Eingaben bereits eine zuverlässige Abschätzung des zukünftigen Stromverbrauchs durchgeführt werden kann.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird der abgeschätzte zukünftige Stromverbrauch auf einer Ausgabeeinrichtung des Stromvorhersagesystems für einen Nutzer angezeigt. Beispielsweise können entsprechende Tabellen oder Plots zu Dokumentation der Analyse und zur Weiterverarbeitung der Ergebnisse auf der Ausgabeeinrichtung dargestellt werden. Dadurch kann eine einfache Visualisierung des zukünftigen Stromverbrauchs für den Nutzer realisiert werden. Dieser kann dann intuitiv die Ergebnisse des Verfahrens wahrnehmen.
-
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn der zukünftige Stromverbrauch stundenabhängig und/oder tagesabhängig und/oder monatsabhängig und/oder jahresabhängig abgeschätzt wird. Somit kann eine detaillierte Abschätzung des zukünftigen Stromverbrauchs realisiert werden. Ferner kann auch jahreszeitenabhängig ein Stromverbrauch abgeschätzt werden. Dadurch ist es ermöglicht, dass für unterschiedliche Nutzer die Daten bereitgestellt werden, sodass dieser je nach benötigtem Detaillierungsgrad die Abschätzung des Stromverbrauchs durchführen kann. Es kann auch eine jahreszeitenabhängige Abschätzung durchgeführt werden.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt mit Programmmitteln, welche in einem computerlesbaren Speichermedium einer elektronischen Recheneinrichtung abspeicherbar sind, um ein Verfahren nach dem vorhergehenden Aspekt durchzuführen.
-
Ferner betrifft die Erfindung ein computerlesbares Speichermedium mit einem Computerprogrammprodukt nach dem vorhergehenden Aspekt.
-
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Stromvorhersagesystem zum Abschätzen eines zukünftigen Stromverbrauchs innerhalb eines Verbrauchernetzwerks, mit zumindest einer elektronischen Recheneinrichtung und mit einer Eingabeeinrichtung, wobei das Stromvorhersagesystem zum Durchführen eines Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt ausgebildet ist. Insbesondere wird das Verfahren mittels des Stromvorhersagesystems durchgeführt.
-
Das vorgestellte Verfahren kann insbesondere in einem Computer, einem Mikrocontroller oder einem integrierten Schaltkreis durchgeführt werden. Alternativ kann beispielsweise das computerlesbare Speichermedium oder die elektronische Recheneinrichtung einen realen oder virtuellen Verbund von Computern umfassen, welcher beispielsweise auch als Cluster oder Cloud bezeichnet werden kann.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figur und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
-
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Stromvorhersagesystems.
-
In der Figur sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Die Figur zeigt dabei ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Stromvorhersagesystems 10. Das Stromvorhersagesystem 10 ist zum Abschätzen eines zukünftigen Stromverbrauchs 12 innerhalb eines Verbrauchernetzwerks, welches nicht dargestellt ist, ausgebildet. Das Stromvorhersagesystem 10 weist zumindest eine elektronische Recheneinrichtung 14 sowie eine Eingabeeinrichtung 16 auf.
-
Zum Durchführen einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können entsprechende Verfahrensschritte in einem Computerprogrammprodukt mit Programmmitteln implementiert werden, welche in einem computerlesbaren Speichermedium der elektronischen Recheneinrichtung 14 abspeicherbar sind. Das Computerprogrammprodukt kann ferner insbesondere auf einem computerlesbaren Speichermedium abgespeichert sein.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei insbesondere mittels eines Prozessors ausgeführt werden, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung 14. Das Stromvorhersagesystem 10 kann insbesondere einen Computer, einen Mikrocontroller oder einen integrierten Schaltkreis umfassen. Alternativ kann die elektronische Recheneinrichtung 14 einen realen oder virtuellen Verbund von Computern umfassen. In diesem Ausführungsbeispiel kann die elektronische Recheneinrichtung 14 eine Schnittstelle sowie einen Prozessor mit einer Speichereinrichtung umfassen. Bei der Schnittstelle kann es sich um eine Hardware- oder Softwareschnittstelle handeln, beispielsweise einen PCI-Bus, USB oder Firewire. Die elektronische Recheneinrichtung 14 kann Hardware-Elemente oder Software-Elemente aufweisen, beispielsweise einen Mikroprozessor oder eine sogenannte FPA (englisches Akronym für Field Programmable Gate Array). Eine Speichereinheit beziehungsweise ein Speichermedium kann als nicht dauerhafter Arbeitsspeicher oder als dauerhafter Massenspeicher realisiert sein.
-
Insbesondere kann somit ein hier beschriebenes Verfahren auch in Form eines Computerprogrammprodukts vorliegen und in der elektronischen Recheneinrichtung 14 implementiert sein, wenn es auf der elektronischen Recheneinrichtung 14 ausgeführt wird. Ebenso kann ein elektronisch lesbarer Datenträger, welcher nicht dargestellt ist, mit darauf abgespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen vorliegen, welche zumindest ein beschriebenes Computerprogrammprodukt umfassen und derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Steuereinheit, insbesondere der elektronischen Recheneinrichtung 14, des Stromvorhersagesystems 10 das beschriebene Verfahren durchführen.
-
Beim Verfahren zum Abschätzen des zukünftigen Stromverbrauchs 12 innerhalb des Verbrauchernetzwerks mittels des Stromvorhersagesystems 10 wird in Abhängigkeit von einem sozio-ökonomischen Rechenmodell 18 für den Stromverbrauch und in Abhängigkeit von einem technologischen Rechenmodell 20 und in Abhängigkeit von zumindest einem Lastprofil-Rechenmodell 22 für den Stromverbrauch der zukünftige Stromverbrauch 12 mittels der elektronischen Recheneinrichtung 14 des Stromvorhersagesystems 10 abgeschätzt.
-
ES ist dabei vorgesehen, dass zumindest ein Parameter 24 des sozio-ökonomischen Rechenmodells 18 und/oder des Lastprofil-Rechenmodells 22 und/oder des technologischen Rechenmodells 20 mittels der Eingabeeinrichtung 16 die Nutzereingabe parametriert wird und in Abhängigkeit von dem parametrierten Parameter 24 der zukünftige Stromverbrauch 12 abgeschätzt wird.
-
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass im sozio-ökonomischen Rechenmodell 18 ein Nutzenenergieverbrauch berücksichtigt wird. Ferner kann im sozio-ökonomischen Rechenmodell 18 ein Bruttoinlandsprodukt im Verbrauchernetzwerk und/oder eine Bevölkerungsanzahl innerhalb des Verbrauchernetzwerks und/oder eine Bevölkerungswachstumsrate im Verbrauchernetzwerk und/oder eine Wirtschaftswachstumsrate im Verbrauchernetzwerk als jeweilige parametrierbare Parameter 24 berücksichtigt werden.
-
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass im technologischen Rechenmodell 20 ein Wirkungsgrad einer genutzten Stromverbrauchstechnologie und/oder einer Durchdringung genutzten Stromverbrauchstechnologie als jeweilige parametrierbare Parameter 24 berücksichtigt werden.
-
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass im Lastprofil-Rechenmodell 22 ein Gesamtlastprofil des Verbrauchernetzwerks und/oder ein Lastprofil einer genutzten Stromverbrauchstechnologie als jeweilige parametrierbare Parameter 24 berücksichtigt werden. Ferner kann hierbei vorgesehen sein, dass im Gesamtlastprofil ein residualer Stromverbrauch und/oder ein Klimatisierungsstromverbrauch und/oder ein Mobilitätsstromverbrauch berücksichtigt werden.
-
Zum Abschätzen des zukünftigen Stromverbrauchs kann dieser in hierarchisch disaggregierte Strukturen unterteilt werden und/oder eine Unterteilung bezüglich einer genutzten Stromerzeugungstechnologie durchgeführt werden. Dies ist insbesondere durch einen Energieverbrauch 28 dargestellt.
-
Der Energieverbrauch 28, das sozio-ökonomische Rechenmodell 18, das technologische Rechenmodell 20 sowie das Lastprofil-Rechenmodell 22 dienen dabei als externe Eingangsdaten 30.
-
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass zumindest eine vergangene Information des Stromverbrauchs des Verbrauchernetzwerks und/oder von zumindest einem weiteren Verbrauchernetzwerk in einer Datenbankeinrichtung 26 zum Vorhersagesystem 10 abgespeichert werden und die vergangene Information beim Abschätzen des zukünftigen Stromverbrauchs 12 berücksichtigt werden.
-
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der abgeschätzte zukünftige Stromverbrauch 12 auf einer Ausgabeeinrichtung 32 des Stromvorhersagesystems 10 für einen Nutzer angezeigt wird. Der zukünftige Stromverbrauch 12 kann dabei stundenabhängig und/oder tagesabhängig und/oder monatsabhängig und/oder jahresabhängig abgeschätzt werden.
-
Insbesondere zeigt somit die Figur, dass über die Eingabeeinrichtung 16 die Parameter 24 als Szenarioeingaben genutzt werden können. Die Parameter 24 können eine technoökonomische Vorhersage, eine Veränderung im sektoralen Energieverbrauch, eine Veränderung in dem Wirkungsgrad der Technologien und/oder eine Veränderung in der Technologieauswahl beziehungsweise Anteilen beinhalten. Es wird dann eine Gesamtnachfrage der Nutzenenergie 34 in Abhängigkeit dieser Szenarioannahmen genutzt. Die Gesamtnachfrage der Nutzenenergie 34 nutzt dabei die Informationen aus dem Energieverbrauch 28 sowie der Datenbank 26 und/oder dem direkten sozio-ökonomischen Rechenmodell 18. In Abhängigkeit der Gesamtnachfrage Nutzenenergie 34 und in Abhängigkeit der Szenarioannahmen kann dann ein Projektstromverbrauch 36 bestimmt werden. Hierbei können sowohl technologische beziehungsweise sektorielle Veränderungen beispielsweise durch Nutzereingabe berücksichtigt werden. Der Projektstromverbrauch 36 nutzt dabei ferner die Informationen der Datenbank 26 sowie des Energieverbrauchs 28. Aus dem Projektstromverbrauch 36 kann dann wiederum ein szenarioabhängiger Stromverbrauch 38 erzeugt werden. In Abhängigkeit des szenarioabhängigen Stromverbrauchs 38 kann dann ein Lastprofilmodell 40 erstellt werden, wobei dann wiederum in Abhängigkeit des Lastprofilmodells 40, welches Informationen aus der Datenbank 26 und/oder des Energieverbrauchs 28 nutzt, der zukünftige Stromverbrauch 12, insbesondere für jedes Szenario, bestimmt werden.
-
Es ist somit ein Stromvorhersagesystem 10 vorgestellt, mit welchem der zukünftige Stromverbrauch 12 durch eine Kombination von sowohl statistischen Werten als auch durch Anwendereingaben hinsichtlich der technologischen Entwicklung abgeschätzt werden kann. Das Stromvorhersagesystem 10 weist eine grafische Benutzerfläche für eine einfache Bedienung auf. Es kann somit eine Vielzahl von Szenarien mit der einfachen Eingabe von Annahmen erstellt werden und die Ergebnisse werden automatisiert in drei Prozessschritte bestimmt. Bei der sozio-ökonomischen Vorhersage wird ein Modell zur Vorhersage des gesamten Nutzenenergieverbrauches und/oder Annahme für die sozio-ökonomische Entwicklung genutzt. Der Nutzenenergieverbrauch ist dabei die tatsächliche Energiedienstleistung, also beispielsweise der Transport einer Person oder die benötigte Raumwärme. Erst durch die Wahl der Technologie führt die Nutzenenergie zu einem dann berechneten Stromverbrauch.
-
Es kann ferner eine Technologieanpassung durchgeführt werden, wobei hierbei die Ausführung zur technologischen Entwicklung auf den Stromverbrauch durch das technologische Rechenmodell 20 berücksichtigt werden. Diese können durch einfache Eingabe von Annahmen zur Veränderung der Energieeffizienz oder der Anteile verschiedener Technologien, zum Beispiel Ersatz von Verbrennungsmotor durch Elektroautos, durchgeführt werden. Die Werte werden automatisch angepasst, um das technologische Rechenmodell 20 insgesamt konsistent zu halten und nur entsprechende gewünschte Werte zu ändern.
-
Ferner wird zunächst ein Grundprofil, welches zum Beispiel dem gesamten Stromverbrauch eines Landes beziehungsweise des Verbrauchernetzwerks entspricht, in Stundenauflösung disaggregiert. Die Disaggregation erfolgt in einzelne Bestandteile, welche beispielhaft ein residualer Stromverbrauch, ein Stromverbrauch für Klimatisierung oder ein Stromverbrauch für Mobilität sein kann. Anschließend können je nach sozioökonomischer Entwicklung der einzelnen Sektoren sowie der Technologien die einzelnen Elemente skaliert werden und zu einer Gesamtlast, insbesondere zu einem Gesamtlastprofil, zusammengesetzt werden.
-
Für die Bestimmung des zukünftigen Stromverbrauchs 12 sind dabei unterschiedliche Informationen notwendig. Um das Gesamtmodell möglichst einfach zu halten, ist insbesondere lediglich der Energieverbrauch in eine hierarchisch disaggregierte Struktur, insbesondere in Sektoren, Subsektoren, Kategorien und Technologien, unterteilt, und der Verbrauch wird auf die einzelnen Energieträger in zum Beispiel Strom, Gas oder Benzin unterteilt. Ferner ist Energieträger-spezifischer Wirkungsgrade der entsprechenden Technologien als Daten sowie der Durchdringung notwendig. Des Weiteren sind elektrische Lastprofile zum Basis-Szenario und aggregierte Lastprofile der untersuchten Technologien als Eingabewerte notwendig.
-
Entsprechende Inputdaten beziehungsweise die Eingangsdaten 30 können ergänzt und unterstützt werden durch die Datenbank 26. Diese enthält bereits Informationen von beispielsweise anderen Ländern als weitere Verbrauchernetzwerke zu deren Energieverbrauch, Technologiestand sowie elektrische Lastprofile. Es erfolgt dann ein Output zu jedem einzelnen Szenario. Der Endenergieverbrauch wird in sektorieller Strukturform und in Lastkurven unterteilt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht beispielsweise Ergebnisse als Plots oder als entsprechende Tabellen zur Dokumentation und für eine Analyse und eine Weiterverarbeitung von den Ergebnissen.
-
Insgesamt zeigt die Erfindung ein ausführbares Verfahren zur Bestimmung des zukünftigen Stromverbrauchs 12 für eine verbesserte Planung des Stromvorhersagesystems.
-
Wo noch nicht explizit geschehen, jedoch sinnvoll und im Sinne der Erfindung, können einzelne Ausführungsbeispiele, einzelne ihrer Teilaspekte oder Merkmale miteinander kombiniert beziehungsweise ausgetauscht werden, ohne den Rahmen der hiesigen Erfindung zu verlassen. Mit Bezug zu einem Ausführungsbeispiel beschriebene Vorteile der Erfindung treffen ohne explizite Nennung, wo übertragbar, auch auf andere Ausführungsbeispiele zu.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Stromvorhersagesystem
- 12
- zukünftiger Stromverbrauch
- 14
- elektronische Recheneinrichtung
- 16
- Eingabeeinrichtung
- 18
- sozio-ökonomisches Rechenmodell
- 20
- technologisches Rechenmodell
- 22
- Lastprofil-Rechenmodell
- 24
- Parameter
- 26
- Datenbank
- 28
- Energieverbrauch
- 30
- externe Eingangsdaten
- 32
- Ausgabeeinrichtung
- 34
- Gesamtnachfrage Nutzenenergie
- 36
- Projektstromverbrauch
- 38
- szenarioabhängiger Stromverbrauch
- 40
- Lastprofilmodell
