Interner Ablauf der Strukturoptimierung
Die Simulation mit Strukturoptimierungskomponenten lässt sich zwar genauso wie eine herkömmliche Simulation ausführen, aber im softwareinternen Simulationsablauf gibt es einige Besonderheiten. Es ist nicht notwendig, dass der Anwender diese im Detail nachvollzieht, dennoch kann das Wissen darüber nützlich sein.
Der übliche Simulationsablauf (Einlesen des Modells, Bestimmung der Simulationszeitpunkte usw.) wird bei einer Strukturoptimierung um einige Schritte erweitert.
Zeitreihenkompression
Bei einer Strukturoptimierung wird die Anlagengröße über den gesamten Simulationszeitraum und nicht nur für einzelne Zeitpunkte optimiert. Das Optimierungsproblem ist zeitlich gekoppelt. Wählen Sie die Zeitreihenkompressionsstufe. Davon abhängig gibt es zwei verschiedene Abläufe der Strukturoptimierung: Mit Zeitreihenkompression erfolgt die Strukturoptimierung in der sogenannten vereinfachten Vorstufe und anschließend die Betriebsoptimierung in der Hauptstufe.
Bei der Zeitreihenkompressionsstufe Keine Kompression/exakt wird die Strukturoptimierung nicht in einem Extraschritt, der vereinfachten Vorstufe, sondern zusammen mit der Betriebsoptimierung in der sogenannten Hauptstufe nach der Zielfunktion der Strukturoptimierung ausgeführt. Dies gilt auch bei der Kombination aus Strukturoptimierung und Optimierung mit ganzjahresgekoppelter Nebenbedingung ohne Zeitreihenkompression. Ohne Zeitreihenkompression entfallen auch die Zwischenschritte „Speicherung der Strukturvariablen im Simulationsknoten“ und „Auswahl einer Lösung“. In diesem Fall ist die Zielfunktion der Betriebsoptimierung im Simulationsribbon ausgegraut, und es handelt sich effektiv um eine Betriebsoptimierung mit integrierten Strukturvariablen.
Sind in dem Simulationsknoten sowohl eine Strukturoptimierung als auch die Optimierung mit ganzjahresgekoppelten Nebenbedingungen aktiviert und eine Zeitreihenkompressionsstufe gewählt, ersetzt der Algorithmus für die Optimierung mit ganzjahresgekoppelten Nebenbedingungen den Clustering-Zeitreihenkompressionsalgorithmus durch Downsampling.
Das MILP für Strukturoptimierung
In der Strukturoptimierung wird ein gekoppeltes Optimierungsproblem auf der Basis der gegebenenfalls zuvor komprimierten Zeitreihen berechnet. Die Rechenzeit hängt stark vom verwendeten Solver, der Problemgröße und der gewählten Kompressionsstufe ab. Die Ergebnisse der Strukturvariablen (Dimensionierung, Investitionskosten, Kaufentscheidung) werden nach der Optimierung im Simulationsknoten gespeichert und im Simulationsformular unter Einstellungen → Strukturoptimierung angezeigt.
Die Betriebsoptimierung
Nachdem eine optimale Struktur berechnet wurde, wird diese fixiert. Anschließend wird auf dieser Struktur basierend eine Betriebsoptimierung durchgeführt. Die Betriebsoptimierung unterscheidet sich nicht von einer herkömmlichen Betriebsoptimierung. Da es sich um eine feste Struktur handelt, kann die Betriebsoptimierung mit den unkomprimierten Zeitreihen erfolgen. Alle betrieblichen Randbedingungen, können im Modell verwendet werden, aber bestimmte betriebliche Randbedingungen (siehe den verlinkten Artikel) werden bei der Strukturoptimierung nicht berücksichtigt. Wenn daher unter Umständen für bestimmte Zeitschritte keine Optimierung ausgeführt werden kann, erscheint die folgende Fehlermeldung.
Eine weitere mögliche Fehlerursache sind additive Bedarfe, die in verschiedenen Komponenten parametriert sind. Durch die Zusammenfassung der Bedarfe in jeweils einer Komponente (siehe oben) lässt sich dieses Problem vermeiden.
Weitere Informationen zur Behebung von Fehlern finden Sie in dem Artikel Fehlermeldungen.
