AnyLogic 시뮬레이션 모델링을 통한 에너지 시스템 최적화

AnyLogic 시뮬레이션 모델링을 통한 에너지 시스템 최적화

서문:

카를스루에 공과대와 EDF 회사의 공동연구센터인 유럽에너지연구소(EIFF)는 다양한 영역에서 에너지 시스템의 분산을 다루고 재생에너지원을 육성하는 기관이다. 국부적인 에너지 시스템은 고전적인 에너지 시스템과 달리 그들이 서비스하는 부하에 가까운 곳에 위치하기 때문에 먼 거리에 걸쳐 전기를 전송할 필요가 없다. 계층성이 낮기 때문에 전력 저장, 재생 에너지 포함 및 수요 예측의 전망을 제공한다. EIFFER 엔지니어들은 지역화된 시스템이 어떻게 계획되고 운영되어야 하는지를 알아보기 위해 AnyLogic 시뮬레이션 모델링을 선택했다. 그것은 에너지 시스템의 모든 부분을 포함하는 멀티스케일 모델을 설계하는 데 도움을 주었으며, 시스템의 척도 전체에 걸쳐 원인과 결과를 이해하는 것을 목표로 했다. 조직은 애니로직으로 분산형 시스템에서 발생할 수 있는 긴급현상을 다루지 않았다.

사례 #1: 아일랜드 시스템의 스마트 그리드 모델링 – 수요 측면 유연성

에너지 시스템 시뮬레이션 모델링

문제:

섬 지역의 에너지 생산은 비용이 많이 들고 기름값에 의존한다. EIPER는 광전원소를 포함하는 것이 그러한 영역에서 고전적인 에너지 시스템에 어떤 영향을 미치는지 시험하는 것을 목표로 하여 비용과 석유 의존성을 줄이려고 노력했다.

에너지 시스템 시뮬레이션 모델링

해결책:

현재 시스템은 전압 면적을 기준으로 3개의 눈금을 구성했다. 가장 낮은 전압(최종 고객 수준)의 지역을 태양광 소자 구현 지역으로 선정하였다. 그러한 것들이 모델에 배포되고 실험이 실행된 후, 데이터는 전체 시스템에 미치는 영향을 포착하고 파괴와 전력 과소비를 피하기 위해 다시 수집되었다.

시스템의 균형이 흐트러지는지 시험하기 위해 섬이 부분적으로 구름으로 덮여 있을 때의 시나리오를 모형화하기로 했다. 클라우드 커버리지로 인해 비구름 지역에 위치한 화력발전소의 생산량이 더 많아져 시스템의 불균형을 초래할 수 있는 것으로 나타났다.

결과:

AnyLogic 모델링은 섬의 현재 에너지 시스템에 대한 태양광 발전소의 영향을 시뮬레이션하는 데 도움이 되었다. 클라우드 커버리지 시나리오는 모델의 유연성을 테스트하고 시스템에 대한 기상학적 영향을 보여주기 위해 구현되었다.

사례 #2: 지역 에너지 시스템 관리를 위한 최적화

에너지 시스템 시뮬레이션 모델링

문제:

EIFFER 연구원들은 에너지 생성의 새로운 방법뿐만 아니라 이미 존재하는 방법, 즉 열병합 발전도 연구한다. 이 공정은 전기의 동시 발생과 유용한 난방을 수반하여 생산비를 절감한다. 또한, 그것은 탄소 배출을 줄이는 가장 비용 효율적인 방법 중 하나이다. EIFFER 엔지니어들은 열병합 발전 에너지 시스템의 동작을 모델링하고 최적화하며 다양한 에너지 공급원이 상호작용하는 방법을 알아내기 위해 AnyLogic을 사용했다.


해결책:

대리점 기반 모델에서는 생산공장이 전기와 열을 발생시켰고 일반인과 3차 부문이 이를 소비했다. 열은 가정으로 가고, 전기는 가정이나 그리드로 갔다. 출력 통계는 소비자들 사이에 에너지가 어떻게 분배되고 있는지 보여주었고 자본 지출과 운영 지출을 분석할 수 있게 했다.

결과:

AnyLogic은 에너지 시스템을 전체론적 시스템으로 표현하는데 도움을 주었으며, 하나의 모델에서 개별 부품을 연결했다. AnyLogic을 사용하면 다른 모델에서 특정 블록과 에이전트를 보다 쉽게 재사용할 수 있도록 모델링 라이브러리를 만들었다. 사용자 친화적인 인터페이스는 숙련되지 않은 AnyLogic 사용자를 위해 모델과의 상호작용을 단순화했다.

출력 통계를 통해 모델러들은 에너지 시스템에 영향을 미치는 계절성 요인을 포착하고 경제 지표를 분석할 수 있었다.

결론:

에너지 시스템은 다단계적인 경향이 있고 다양한 요인에 의해 쉽게 영향을 받을 수 있다. AnyLogic 시뮬레이션 모델링을 사용하면 복잡한 시스템을 단순화하고 가변성과 연결된 문제를 포착할 수 있어 한 스케일의 변경이 전체 시스템에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 증명할 수 있다.


EIFFER가 에너지 시스템의 분산을 수행하고 재생 에너지원을 적용하는 방법에 대해 자세히 알아보려면 다음 문서를 참조하십시오.

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