Eversource Energy und MathWorks treiben die Integration erneuerbarer Energien voran: Probabilistische Lastflussautomatisierung im Systemplanungsprozess

MathWorks, der führende Entwickler von Software für mathematische Berechnungen, stellt Funktionen für probabilistische Lastflussberechnungen (PLF) bereit, mit denen Eversource Energy, der größte Energieversorger in Neuengland, seine Systemplanungslösungen optimiert. Die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen, Wärmepumpen und Solarmodulen hat die Planung der Stromverteilung noch unsicherer gemacht. Eversource hat ein probabilistisches Energieflusssystem entwickelt, um Millionen von Netzszenarien nach Wahrscheinlichkeit und Risiko zu verarbeiten und zu priorisieren. 

Die Integration erneuerbarer Energieerzeugungskapazitäten in das Stromnetz ist eine zentrale Herausforderung für die Energiewende in den USA. Die Energy Information Administration (EIA) antizipiert einen Zubau von 26 Gigawatt (GW) Solarkapazität im Jahr 2025 und 22 GW im Jahr 2026. Eversource kam zu dem Schluss, dass traditionelle Modellszenarien für die zukünftige Systemplanung unzureichend seien. Stattdessen integrierte das Energieunternehmen die PLF-Automatisierung in seine Energiesystemanalyse. Durch den Einsatz der PLF-Automatisierung kann Ever­source eine Vielzahl von Szenarien simulieren, um seine Fähigkeiten zur Verteilungsmodellierung zu optimieren. Gleichzeitig werden Investitionen in die Verbesserung notwendiger Datenanalyselösungen unterstützt.

„Die wachsenden Anforderungen an die moderne Systemplanung stellen sowohl eine Herausforderung als auch eine Chance dar“, sagte Tony Lennon, Simscape Products Market Manager bei MathWorks. „Mit MATLAB^® und den Beratungsleistungen von MathWorks hat Eversource seine Infrastrukturinvestitionen optimiert und ist potenzielle Probleme proaktiv angegangen, um seinen Kunden eine stabile und effiziente Energieversorgung zu gewährleisten.“

MATLAB war die primäre Umgebung, die zur Entwicklung und Implementierung des PLF-Systems bei Eversource verwendet wurde. Die Plattform für Programmierung und numerische Berechnung stellte die notwendigen Tools für die numerische Parallelverarbeitung bereit und ermöglichte eine effiziente Prozessverteilung auf Multi-Core-CPUs und GPU-Cluster. Diese Fähigkeit half Eversource, groß angelegte Simulationen und Datenanalysen effektiv durchzuführen. Die Integration wurde mithilfe des MATLAB ActiveX-Servers erreicht. Dieser ermöglicht  eine direkte Kommunikation zwischen MATLAB und DNV Synergi Electric Solver, ohne dass zusätzliche Programmiersprachen erforderlich sind.

Zudem wurde MATLAB auch zur Implementierung von Monte-Carlo-Simulationen verwendet, die für die probabilistische Modellierung unerlässlich sind. Mithilfe dieser Simulationen konnte Eversource zahlreiche Szenarien bewerten. Dazu wurden Werte aus Wahrscheinlichkeitsverteilungen der Eingabeparameter zufällig ausgewählt. Darüber hinaus waren die Datenvisualisierungstools in MATLAB von entscheidender Bedeutung für die Interpretation der PLF-Simulationsergebnisse. Sie unterstützten den Energieversorger dabei, visuelle Darstellungen der Netzleistung unter verschiedenen Bedingungen zu erstellen und potenzielle Probleme und Verbesserungsbereiche zu identifizieren.

„Mit der beispiellosen Energiewende, die derzeit in Neuengland stattfindet, ist die Planung von Verteilungssystemen komplexer als je zuvor und von entscheidender Bedeutung, um unseren Kunden einen sicheren und zuverlässigen Service zu gewährleisten“, sagte John Kreso, Senior Engineer, Advanced Forecasting and Modeling bei Eversource. „Mit unserer neuen PLF-Lösung reduzieren wir die Simulationszeit um 95 Prozent, bewerten die Netzzuverlässigkeit und treffen datengesteuerte Entscheidungen. Dies spielt eine wichtige Rolle bei unserer Fähigkeit, Investitionen in Infrastruktur-Upgrades zu optimieren und sicherzustellen, dass wir potenzielle Probleme proaktiv angehen können.“