Mathematical modelling of large scale integration of variable electricity generation - a new modelling paradigm

EU:s färdplan 2050 konstaterar att utsläppen av växthusgaser måste minska med ca 85% fram till år 2050 för att den globala uppvärmningen ska begränsas till 2°C. Förnybara energikällor spelar en viktig roll i omställningen till ett hållbart elsystem, och variarande energikällor (variable renewables, VRE), som vind- och solkraft, kommer att utgöra en betydande andel av dess kapacitet. VRE är icke-reglerbara, vilket innebär att produktionen är intermittent. I projektet modelleras ett elsystem med stor andel VRE, dels med en fin tidsdiskretisering - för att beskriva stora och snabba variationer - dels en spatial dimension - för att fånga upp korrelationer av VRE-produktion mellan regioner och balansera resulterande tidsvariationer hos produktionen. Matematiska modeller och lösningsmetodik utvecklas i projektet för analys av motsvarande problemställningar. Exv erfordrar variabiliteten hos VRE-produktionen ett ramverk som medger en stokastisk modellering av densamma. För att kunna lösa probleminstanser motsvarande realistiska Europeiska scenarier - med flera delvis motstridiga mål - krävs att de matematiska modellerna och lösningsmetoderna medger effektivast möjliga beräkningar. De utvecklade modellerna används sedan som verktyg för analys av framtida VRE-dominerade elsystem m a p total produktionskostnad, kortsiktiga variationer i produktionen, momentan produktionsnivå samt total produktion - givet exv minskade CO2-utsläpp eller regionala krav på en viss andel förnybar el.

Participants

Ann-Brith Strömberg (contact)

Biträdande professor at Mathematical Sciences, Mathematics

Lisa Göransson

Forskare at Energy and Environment, Energy Technology

Caroline Granfeldt

at Mathematical Sciences, Mathematics

Filip Johnsson

Professor at Energy and Environment, Energy Technology

Michael Patriksson

at Mathematical Sciences, Mathematics

Lina Reichenberg

Doktorand at Energy and Environment, Energy Technology

Funding

Swedish Energy Agency

Funding years 2015–2018

Related Areas of Advance and Infrastructure

Energy

Area of Advance

Sustainable Development

Chalmers Driving Force

Basic Sciences

Chalmers Roots

More information

Latest update

2016-10-18