Mehrkriterielle Strukturoptimierung

Funktion

Die typischen Zielfunktionen der Strukturoptimierung (Annualisierte Gesamtkosten sowie Kapitalwert) enthalten eine Kombination aus Investitions- und Betriebskosten. In der Regel stehen diese Kosten in einem umgekehrten Verhältnis zueinander, das heißt, höhere Investitionskosten führen im Betrieb zu niedrigeren Betriebskosten. Um diese Abhängigkeit in der Umgebung des Kapitalwertoptimums genauer zu untersuchen, können Sie eine mehrkriterielle Optimierung durchführen.

Dazu fixieren Sie die Investitionskosten in einem sinnvollen Bereich und optimieren Sie das Energiesystem jeweils nach den Betriebskosten. Im Ergebnis ergibt sich eine Paretofront, welche die Abhängigkeit zwischen Investitions- und Betriebskosten beschreibt. Anhand der Paretofront ist erkennbar, welche zusätzlichen Investitionskosten durch die weitere Reduktion der Betriebskosten entstehen würden und ob evtl. durch unwesentlich höhere Investitionskosten große Sprünge in den Betriebskosten möglich sind (siehe die folgende Abbildung).

Anwendung

Im Formular des Simulationsknotens unter dem Reiter Einstellungen und dem Unterreiter Strukturoptimierung machen Sie die Vorgaben für die Strukturoptimierung (siehe die folgende Abbildung).

Um eine mehrkriterielle Optimierung durchzuführen, wählen Sie in der Modus-Drop-down-Liste Mehrkriteriell. Das Formular erweitert sich dadurch (siehe folgende Abbildung).

Neben dem Zinssatz, der Anzahl der Perioden in Jahren (in früheren Versionen Betrachtungszeitraum genannt) und der Periodendauer (vorgegebene Einheit a) kann bei mehrkriterieller Optimierung zusätzlich die Größe der Suchumgebung eingestellt werden. Damit wird der maximale Abstand der in der Paretofront berechneten Lösungen zum Kapitalwertoptimum beeinflusst.

Optional können Sie eine eigene komprimierte Zeitreihe verwenden. Aktivieren Sie diese Funktion mit einem Häkchen, werden zwei weitere Eingabefelder für die Länge der Typperiode (Stunden) und die Zeitpunkte pro Typperiode eingeblendet (siehe folgende Abbildung).

Die Simulation kann gestartet werden, wenn alle Einstellungen vorgenommen wurden. Der Simulationsvorgang wird unterbrochen, wenn sämtliche Strukturen (Lösungen) in der Paretofront berechnet wurden, und eine Meldung erscheint (siehe die folgende Abbildung).

Bestätigen Sie die Meldung mit OK. Minimieren Sie das Simulatorfenster. Machen Sie sich im Simulationsformular unter Einstellungen → Strukturoptimierung → Ergebnisse mit den berechneten Ergebnissen vertraut und wählen Sie in der Drop-down-Liste Ergebnisse verwenden eine Lösung aus, für welche die Betriebsoptimierung durchgeführt werden soll (siehe die folgenden Abbildungen).