Sensitivitätsanalysen

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Parameterstudie

In diesem Artikel erfahren Sie, wie man die Veränderung wirtschaftlicher Kenngrößen (hier: Amortisationszeit und Kapitalwert) in Abhängigkeit vom Strompreis untersuchen kann. Das Beispiel, anhand dessen die Sensitivitätsanalyse vorgestellt wird, basiert auf dem Tutorial 70: Variabler Strompreis.

Die Sensitivitätsanalyse untersucht die Abhängigkeit bestimmter Kennzahlen von Eingangsgrößen und Randbedingungen. Sensitivitätsanalysen werden mit dem Modul Parameterstudie durchgeführt.

Das Beispiel-Energiesystem

In dem Beispiel aus dem Tutorial 70 dient ein einfaches Energiesystem mit zwei Kesseln (100 kW und 50 kW) als Ist-Fall. In einer ersten Variante wird der kleinere Kessel durch ein BHKW mit entsprechender Thermischer Nennleistung ersetzt. In einer zweiten Variante wird dieses System durch einen Speicher mit einer Kapazität von 500 kWh ergänzt (siehe folgendes Schema). Im Variantenvergleich wird der Ist-Fall mit den beiden Varianten wirtschaftlich verglichen.

Eine Parameterstudie erstellen

Um dem Projekt eine Sensitivitätsanalyse hinzuzufügen, wird im Projektexplorer ein Parameterstudienknoten auf folgende Weise erstellt:

Rechtsklick im Projektexplorer auf den Projektknoten , Auswahl Neu → Parameterstudie.

Den variablen Parameter konfigurieren

Wenn der neu erstellte Parameterstudienknoten im Projektexplorer markiert wird, öffnet sich in der Formularansicht (rechts) unter dem Reiter Vorgaben das Formular Einstellungen.

Darin wählen Sie zuerst den Ordner, in dem die Ergebnisse der Parameterstudie als CSV-Datei gespeichert werden sollen.

Um den Strompreis (Arbeitspreis und Netznutzungsentgelte) zu variieren, gehen Sie folgendermaßen vor.

Tragen Sie unter der Überschrift Parameter, die variiert werden statt Parameter 1 die Bezeichnung für den zu variierenden Parameter und den gekoppelten Parameter ein: Arbeitspreis / Netznutzungsentgelte. Der Reiter rechts davon wird entsprechend umbenannt. Öffnen Sie diesen und legen Sie die Art der Parameterabtastung, hier: Grenzwerte mit linear interpolierten Stützstellen, und die Anzahl der Stützstellen, hier 10, fest. Wählen Sie für den Variablen Parameter die Komponente Ist-Fall.Simulation.Schema.Stromtarif_DE aus der Drop-down-Liste.

Zur Auswahl des Parameters öffnet sich ein Fenster, welches das Formular der ausgewählten Komponente wiedergibt (siehe folgende Abbildung).

Wählen Sie darin unter den Reitern Eingabedaten → Typische Eingabedaten (Bezug) unter der Überschrift Energieabhängige Kosten den Parameter Arbeitspreis mit einem Klick in den Auswahlkreis.

Daraufhin schließt sich das Fenster.

Danach klicken Sie auf Vorhandene Werte holen.

Dadurch werden die aktuellen Einträge des Arbeitspreises in die Felder Untere und Obere Grenze geladen.

Ändern Sie die Untere Grenze in 2 und die Obere Grenze in 17. Auf diese Weise wird der Arbeitspreis während der Parameterstudie zwischen 2 und 17 ct/kWh variiert.

Fügen Sie einen weiteren gekoppelten Parameter hinzu: die Netzentgelte. In diesem Beispiel sind die Arbeitspreise und Netzentgelte in allen Varianten des Projekts gleich.

Sensitive Variablen (Ausgabevariablen) auswählen

Als Nächstes müssen die wirtschaftlichen Kennzahlen, deren Abhängigkeit von den variablen Parametern untersucht wird, selektiert werden. Die Auswahl erfolgt unter den Reitern Vorgaben → Ausgabevariablen. In unserem Beispiel werden als Parameter die Dynamische Amortisationszeit und der Kapitalwert in der wirtschaftlichen Auswertung der Varianten 1 und 2 gewählt.

Wählen Sie dazu als Komponente jeweils das Modul Variantenvergleich und als Sensitive Variable 1 bis 4 die Parameter Dynamische Amortisationszeit und Kapitalwert für die beiden Varianten. In dem sich öffnenden Fenster, welches das Formular des ausgewählten Moduls Variantenvergleich rekonstruiert, befinden sich unter den Reitern Variante 1 bzw. 2 unter Wirtschaftlichkeitsbewertung die auszuwählenden Parameter Dynamische Amortisationszeit und Kapitalwert.

Auszuführende Aktionen

Zuletzt muss unter den Reitern Vorgaben → Aktionen festgelegt werden, welche Schritte pro Iteration in der Parameterstudie durchzuführen sind, in unserem Beispiel: Variantenvergleich und Simulation durchführen.

Selektieren Sie die notwendigen Aktionen, indem Sie das zugehörige Modul auswählen: hier Variantenvergleich, und anschließend die Aktion, hier: Variantenvergleich und Simulation ausführen (u. a. Szenarienmanager).

Die Parameterstudie durchführen

Starten Sie nun die Parameterstudie, indem Sie auf den TOP-Energy-Button (Modul ausführen) im Ribbon drücken. Alternativ können Sie auch den Shortcut <Strg>+<T> verwenden. Sämtliche Aktionen werden in der gegebenen Reihenfolge für jeden Abtastwert des variablen Parameters durchgeführt. Während des Durchlaufs erscheint ein Dialogfenster, welches über den Fortschritt informiert und aktuelle Zwischenergebnisse anzeigt. Bei Bedarf kann die Analyse mit dem Button unten rechts pausiert oder abgebrochen werden.

Eine Parameterstudie kann abhängig von der Anzahl der Iterationen sehr zeitaufwendig sein. Bitte prüfen Sie vorher, ob die einzelnen Schritte (Simulationen etc.) fehlerfrei durchgeführt werden können.

Ergebnisse visualisieren

Wurde die Parameterstudie erfolgreich durchgeführt, so können anschließend die Ergebnisse unter dem gleichnamigen Reiter betrachtet werden. Hier wird für jede Sensitive Variable ihre Abhängigkeit vom Parameter tabellarisch und in Diagrammform dargestellt (siehe folgende Abbildung).

Außerdem können Sie die in der CSV-Datei gespeicherten Ergebnisse mit einem Onlinetool komfortabel visualisieren. Dieses Tool öffnen Sie mit dem Button Visualisieren unter dem Reiter Ergebnistabelle hinter dem Bezeichner Onlineauswertung (siehe folgende Abbildung).

In Ihrem Browser öffnet sich das TOP-Energy-Tool zur Visualisierung von Variationsrechnungen (siehe folgende Abbildung).

Die Ergebnisse der Parameterstudie können Sie per Rechtsklick über das Kontextmenü direkt aus der Zwischenablage einfügen. Alternativ laden Sie die gespeicherte CSV-Datei hoch. Klicken Sie Daten übernehmen. Nehmen Sie links die gewünschten Einstellungen für die Achsen, Filter und die Farbdarstellung vor.

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