Im Forschungsprojekt "iNeP - Integrierte Netzplanung" wird eine innovative Methode zur integrierten Netzausbauplanung entwickelt. Die neue Methode integriert die Strom-, Wärme- und Gasnetze in einem Multienergienetz im Kontext der Dekarbonisierung. Der schnelle Ausbau des elektrischen Verteilnetzes stellt eine große Herausforderung dar. Die Tatsache, dass der Industriesektor zu Wasserstoff als primäre Dekarbonisierungsstrategie tendiert, verkompliziert die Landschaft zusätzlich. In dieser Arbeit werden innovative Strategien zur Optimierung des Ausbaus des Multienergienetzes untersucht, um Effizienz und Versorgungssicherheit während der Energiewende zu gewährleisten.

Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Planungsoptimierungsmethode mit Hilfe eines graphentheoretischen Modells für das Multienergienetz. Dieses Modell wird Sektorkopplungstechnologien als Knotenpunkte darstellen, die verschiedene Netze miteinander verbinden, wobei die Kanten die Energieträger und deren Flussrichtung symbolisieren. Der Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung einer vereinheitlichten grafischen Darstellung des gesamten Multienergiesystems, das die Sektoren Strom, Wärme und Gas umfasst. Graphentheoretische Ansätze bieten auch große Vorteile bei der Lösung komplexer Netzoptimierungsprobleme, da sie die Anwendung von Algorithmen für das Energierouting und die Kostenminimierung ermöglichen.

Das zu erwartende Ergebnis ist eine umfassende Methode zur sektorübergreifenden Netzplanung mittels Graphentheorie, die anhand geeigneter Beispiele durchgeführt wird.

Folgende Strukturierung der Arbeit wird vorgeschlagen:

• Einarbeitung in Python-Tools zur Netzberechnung (Pandapower, Pandapipes) und Graphentheorie.
• Literaturrecherche in Graphentheorie.
• Analyse des aktuellen Stands der Technik bei der Modellierung von Multienergienetzen.
• Entwicklung eines geeigneten Use-Case für die Planung eines Multienergienetzes.
• Entwicklung einer Methode zur Erstellung von Multienergienetzmodelle mit Hilfe der Graphentheorie.
• Entwicklung einer Optimierungsmethode zur Netzausbauplanung anhand des graphentheoretischen Modells.
• Anwendung der Methode auf das Planungs-Use-Case.
• Diskussion und Validierung der Ergebnisse.

Im Anschluss an diese Arbeit ist in einem Vortrag über die Ergebnisse zu berichten.

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