ОБЩА ИНФОРМАЦИЯ:

Проект iDesignRES - "Интегрирано моделиране на компонентите на енергийната система за планирано разгръщане на възобновяеми енергийни източници”  се изпълнява от консорциум от 22 организации от 12 държави с координатор на проекта норвежкия университет NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET - NTNU и Електроенергиен системен оператор ЕАД като партньор. Консорциумът включва научни организации и компании от България, Норвегия, Гърция, Испания, Австрия, Германия, Франция, Нидерландия, Дания, Швейцария, Италия и Украйна. Общият бюджет на проекта е 9 463 657,50 евро, като безвъзмездните средства възлизат на 6 015 690 евро.

СТРАТЕГИЧЕСКА ЦЕЛ:

iDesignRES има за цел да предостави на публичните власти и мрежовите оператори инструменти с отворен код, които да им позволят да планират и оптимизират използването на енергийни източници с ниски и нулеви емисии в регионален, национален и европейски мащаб. С тези инструменти с отворен код iDesignRES предоставя най-новите многокомпонентни физически енергийни модели, цялостно моделиране на енергийни системи (по-специално сглобяване на компонентни модели), дългосрочно планиране на многоканални мрежи и оптимизиране на инвестициите и експлоатацията. iDesignRES обхваща нова степен на откритост, прозрачност и достъпност за използване на модели на енергийни системи и техните компоненти. Той предоставя хармонизирана структура на данните, съвместима с всички методи на моделиране (т.е. стандартизирана на общ език за моделиране). iDesignRES разчита на вече изградена база данни, съвместима с тези стандартизирани формати на данни. Въз основа на тази инфраструктура за моделиране и данни iDesignRES ще разработи уникална и новаторска облачно базирана платформа  за онлайн изпълнение на всеки модел на енергийна система. Това ще улесни сътрудничеството в областта на научните изследвания (по-лесно тестване на софтуера и контрол на версиите) и ще увеличи изчислителната производителност (отворени лицензи, облачни услуги и суперкомпютри) за обикновените потребители. За да демонстрира и валидира инструментите, iDesignRES има пет реални случая на приложение: два макрорегиона (Северно море и Югоизточна Европа: България и Гърция), два индустриални клъстера (Баската автономия и Ломбардия) и един случай на разширение на енергийна инфраструктура в Украйна. Моделите и резултатите от сценариите са обединени в крайните инструменти за визуализация на iDesignRES, чиято цел е да информират политиците и мрежовите операторите. Резултатът е, че обществеността и съответните органи могат да проектират система за възобновяема енергия изцяло онлайн с леснодостъпен набор от инструменти, способни да: моделират с висока пространствено-времева разделителна способност (региони на ниво NUTS2 (райони за планиране) на интервали по-малки от час), да представят подробно физиката на енергийната система и да сглобяват модели с висока степен на модулност.

АМБИЦИЯ:

iDesignRES ще разработи набор от инструменти за оперативно планиране и проектиране на енергийната система на общоевропейско ниво, които ще позволят на публичните органи и мрежовите оператори да оптимизират дългосрочните енергийни системи, интеграцията на възобновяеми и нискоемисионни енергийни източници и модернизацията на инфраструктурата. Всички инструменти ще бъдат модулни и с отворен код. Проектът е изграден на базата на основно техническо развитие на 5 основни иновационни оси (ИО):

 

• ИО1: Оптимизирани многокомпонентни физически модели на компоненти от 9-те необходими категории: възобновяеми енергийни източници, невъзобновяеми първични енергийни източници, преобразуване на невъзобновяема енергия, производство на невъзобновяема електроенергия, преобразуване на възобновяема енергия, съхранение на енергия, транспортни тръбопроводи, преносни електропроводи и потребители на енергия (разделени по подсектори и използване на енергия). За моделирането ще бъдат използвани съществуващи компонентни модели, които ще бъдат адаптирани към проекта iDesignRES. Няколко модела ще бъдат подобрени по време на проекта:

• Моделиране на реформиране на природен газ с интегрирано улавяне на CO2;
• Моделиране на водноелектрически централи;;
• Моделиране на газопреносната мрежа;
• Моделиране на сградния фонд;
• Инфраструктурно моделиране на транспорта;
• Индустриално моделиране;
• Социален компонент.                  

 

• ИО2: Иновативни инструменти за сглобяване на пълен мащабен модел за планиране на енергийната система, работещ на ниво NUTS2: Инструментът за сглобяване на системата ще бъде развит в рамките на проекта с две основни характеристики: от една страна схема за свързване на съставните модели на базата на определен протокол за вход и изход, а от друга страна – отслабваща във времето схема за анализ на оперативната устойчивост и устойчивост на предложените разширения на системата. Тази схема ще даде възможност за провеждане на стрес тестове на плановете за разширяване на енергийната система за екстремни вариации и условия в потреблението и производството на енергия, в допълнение към ефекта например на дългосрочно (сезонно) съхранение, нелинейни криви на ефективност и различни мерки за контролиране на стохастичността при променливото производство на енергия от възобновяеми източници. Свързването на голям набор от многофизични компонентни модели ще разшири и обогати възможността за анализ и описание на инструмента за моделиране на енергийни системи. Друга иновация, въведена от iDesignRES, ще бъде интеграцията и синергията на различните модели. Всъщност, за да се увеличи пространствено-времевата резолюция на многопрофилния анализ до ниво NUTS2 в многопрофилния инструмент за геолокация и планиране на търсенето (който ще се основава на опита от PRIMES), проектът ще използва характеристиките на рамката AnyMOD.jl за намаляване на изчислителната сложност в моделите на интегрираните енергийни системи. Обширната и утвърдена фундаментална моделна база на PRIMES, например по отношение на структурата на търсенето на енергия по сектори и на обусловеното от цените взаимодействие между потреблението и производството на енергия, е от съществено значение за гарантиране точността на резултатите, като същевременно се разширява разделителната способност на модела до ниво NUTS2.

 

• ИО3: Стандартизирана модулна рамка за осигуряване на адаптивност на моделите към ниво NUTS 2: По отношение на моделирането на енергийната система основната амбиция на проекта е да се разработи модел на паневропейската енергийна система за определяне на инвестиционното планиране, местоположението на енергийната инфраструктура и функционирането на системата, агрегиран на ниво NUTS 2, който ще бъде включен в PR3. Това ще бъде основното нововъведение в проекта, тъй като всички настоящи модели са агрегирани на по-високи нива (ниво NUTS 1 или 0). За да се постигне тази цел, в рамките на работен пакет 2 ще бъдат доразвити добре познати, съвременни модели с отворен код (и собствени модели), за да се постигне агрегиране на ниво NUTS 2. Моделите, които ще бъдат доразвити в рамките на проекта, са представени по-долу, включително тяхното текущо състояние на възможностите за моделиране и амбицията на проекта за тяхното по-нататъшно развитие:

• AnyMOD.jl - рамка за моделиране с отворен код за създаване на модели на енергийни системи;
• GENeSYS-MOD - рамка за изчисляване на дългосрочни енергийни трасета, които се фокусират върху усилията за декарбонизация и взаимовръзките между секторите;
• PRIMES - широкомащабен приложен модел, който предоставя подробни прогнози за търсенето, предлагането, цените и инвестициите в енергетиката в бъдеще, като обхваща цялата енергийна система, включително емисиите;
• JRC-EU-TIMES – Съставен модел на енергийна система с отворен код и рамка за частично равновесие „отдолу-нагоре“, която минимизира системните разходи на цялата европейска енергийна система;
• EnergyPLAN – безплатен инструмент за анализ на енергийни системи, създаден за изучаване и изследване на проектирането на бъдещи устойчиви енергийни решения, със специален акцент върху енергийни системи с висок дял на възобновяеми енергийни източници.

 

• ИО4: Облачно базирана платформа, която свързва моделите и инфраструктурата на базата данни: Амбицията на iDesignRES е да осигури облачно базирана платформа, където всички модели могат да се изпълняват в облака, без да е необходимо да се изтегля софтуер, като по този начин се гарантира по-лесна работа от страна на крайните потребители и систематично споделяне на данни. Облачно базираната платформа ще повиши отвореността на проекта, позволявайки на повече хора да работят с моделите, да сравняват резултатите от сценариите и да ги визуализират в зависимост от спецификата, която искат да изследват. Това значително ускорява валидирането на моделите (протоколи за автоматичен контрол на версиите) и улеснява включването на нови модули. По същество работата в облака ще доведе до по-висока степен на автоматизация и прозрачност, като проектът ще осигури изчислителни алгоритми в облака с цел ускоряване времето за решаване и ще ги свърже със суперкомпютърни клъстери.

 

• ИО5: Инструменти за визуализация, осигуряващи оперативност на резултатите за адаптирано вземане на решения: Приложенията за визуализация на iDesignRES ще подпомогнат моделирането на системата и процеса на оптимизация със специална версия за разработчици, за да се откроят проблемите и грешните изчисления. Освен това резултатите ще бъдат съвместими с приложенията за визуализация на JRC. Резултатите ще бъдат показани и в динамични енергийни топлинни карти. Постоянното взаимодействие с различни категории крайни потребители ще гарантира, че приложенията за визуализация са прецизно адаптирани към техните оперативни нужди.

 

ВАЛИДИРАНЕ НА СЛУЧАИТЕ НА ПРИЛОЖЕНИЕ:

Проектът предвижда динамично моделиране на всички компоненти. Резултатите от това моделиране ще бъдат сравнени с резултатите от инструмента EnergyPLAN, за да се валидират моделите и да се оцени сертификацията. Целта на изпълнението на конкретните  случаи на приложение е да се гарантира, че моделите и инструментите, разработени в рамките на проекта, са модулни и че могат лесно да бъдат адаптирани към всеки конкретен трансграничен район или промишлени конгломерати в Европа. Свързаните партньори (мрежови оператори, индустриални клъстери, публични власти и т.н.) ще имат основна роля в утвърждаването на инструмента. Техните мнения ще позволят на iDesignRES да подобри моделите, за да отговарят възможно най-добре на изискванията на крайните потребители за използване на такива инструменти.

Демонстраторите ще служат и като пилотни проекти за разпространение на софтуера, популяризиране на проекта и възприемане на приложенията и резултатите от проекта. Същите могат да бъдат използвани за реални оценки, свързани с разширяване на капацитета (т.е. къде да се изградят ВЕИ централи, електролизьори или системи за съхранение) и експлоатацията на системата, за да се осигури адекватност и гъвкавост на системата. iDesignRES ще валидира своите резултати в 5 случая на приложение в рамките на три последователни фази, както следва:

---

Повече информация за проекта може да бъде открита на следните платформи:

---

Този проект е финансиран от програмата за научни изследвания и иновации "Хоризонт Европа" на Европейския съюз в рамките на споразумение за отпускане на безвъзмездни средства № 101095849