Räumliche Aggregation
Räumliche Aggregation ist die Aggregation aller Datenpunkte einer Gruppe an Ressourcen über eine bestimmte Dauer (Granularität). Was bedeutet dies in Bezug auf Energiesystemanalyse?
Zeitreihen von Umgebungsgrößen, wie zum Beispiel Windgeschwindigkeiten oder solare Strahlungsleistungen) oder von Attributen bestehender Komponenten (z.B. Nachfrageprofile von bestehenden Haushalten) werden beispielsweise durch Mittelung räumlich zusammengefasst.
Die Herausforderung der räumlichen Aggregation ist dabei, die für das Energiesystemmodell besonders relevanten Informationen aus den Zeitreihen zu bewahren. Diese sind insbesondere räumliche und zeitliche Fluktuationen, die bei der Auslegung großen Einfluss auf die zur Verfügung zu stellenden Netze und Speicher haben.
Bislang werden Regionen größtenteils basierend auf der Netzinfrastruktur oder administrativen Grenzen aggregiert. Punkte, welche durch das Verteilernetz gut miteinander vernetzt sind, werden als Regionen zusammengefasst. Diese Regionen sind wiederum durch das Übertragungsnetz miteinander verbunden.
Im Energiesystemmodell werden diese Regionen durch Knoten repräsentiert, indem die Zeitreihen aller Datenpunkte innerhalb einer Region zu einer Zeitreihe durch Mittelung zusammengefasst werden. Implizit wird dabei eine „Kupferplatte“ angenommen, d.h. die (Verteiler-) Netze innerhalb der Region werden als unendlich leitfähig angenommen.
Dementsprechend wird die Leitfähigkeit der Netze innerhalb der Regionen überschätzt und die Fluktuation der Zeitreihen aufgrund von Ausgleichseffekten unterschätzt.
Ziel der räumliche Aggregationsmethoden in METIS ist es also, die Auswahl zu aggregierender Datenpunkte so zu optimieren, dass der Informationsverlust minimiert wird und möglichst quantifiziert werden kann.
Grafik 1: Veranschaulichung der Räumlichen Aggregation mittels administrativer Grenzen. Zu beachten sind die Fluktuationen der regionalen Zeitreihen, welche in der aggregierten nationalen Zeitreihe aufgrund von Ausgleichseffekten verringert werden.
