• FORTSCHRITT

Im Zuge der Energiewende in Deutschland geht die Stromerzeugung weg von zentralen Großkraftwerken mit vorab bestimmten Einsatzplänen hin zu sehr vielen verteilten Kleinerzeugern auf Basis erneuerbarer Energien. Die Steuerung dieser Vielzahl verschiedener Erzeuger im Sinne eines stabilen und effizienten Gesamtsystems ist eine aktuelle Herausforderung von großer gesellschaftlicher Relevanz und notwendige Voraussetzung, um die Energiewende erfolgreich zu gestalten. Das Projekt PARADOM zielt auf eine Weiterentwicklung der hierfür notwendigen Softwaretechnologien.

 

Durch den Einsatz von Software zur Echtzeitoptimierung soll in Sekundenschnelle auf Schwankungen in Produktion und Bedarf reagiert werden. Die Grenzen der heute verfügbaren Optimierungstechnologien sind jedoch erreicht. Vielversprechende Ansätze bieten hier die Methoden des Hochleistungsrechnens und insbesondere die parallele Lösung der Optimierungsaufgaben.

 

Aufbauend auf den Ergebnissen des Projektes HPCOM (3. HPC-Call) wird zur Simulation und Optimierung das quelloffene Modellierungswerkzeug OpenModelica benutzt. Neben der Steuerung von Versorgungsnetzen findet OpenModelica auch breiten Einsatz in der Verfahrenstechnik, bei der Prozess-Automatisierung und zur Simulation von Multi-Physik-Prozessen. Ziel des Forschungsvorhabens PARADOM ist die Bereitstellung moderner mathematischer Methoden in Verbindung mit der Entwicklung entsprechender paralleler Algorithmen. Damit soll die effiziente Simulation und Optimierung komplexer Modelle mit OpenModelica auf HPC-Systemen ermöglicht werden.

 

Die erheblichen Herausforderungen bei der Simulation und Optimierung energietechnischer Anlagen erfordern aufgrund ihrer Komplexität eine umfangreiche interdisziplinäre Zusammenarbeit. Erst durch den Zusammenschluss der Projektpartner aus komplementären Bereichen zu dem geplanten Konsortium können parallele Algorithmen für die Umsetzung moderner Multiple-Shooting-Methoden basierend auf exakten Ableitungen in leistungsstarken HPC-Umgebungen entwickelt und realisiert werden.