Übersicht

Eckdaten

  • Die Lehrveranstaltung Effiziente Netzwerke ist Teil des Vertiefungsmoduls Effiziente Systeme des Masterstudiengangs Nachhaltige Energiesysteme.
  • Semester: 1, 2. Hälfte
  • ECTS-Punkte: 3
  • Semesterwochenstunden: 2
  • Unterrichtssprache: Deutsch
  • Voraussetzungen: Lehrveranstaltung Grundlagen der Optimierung
  • Lehr- und Lernmethoden: integrierte Lehrveranstaltung

Lehrbeauftragter

Klaus Rheinberger: klaus.rheinberger@fhv.at, +43 5572 792 3811, Zimmer V721

Lernergebnisse

Nach Abschluss der Lehrveranstaltung können die Studierenden vernetzte techno-ökonomische Systeme optimieren. Sie können

  • einen Überblick über Optimierungsverfahren für vernetzte Probleme geben und ihre Eignung für bestimmte Problemstellungen beurteilen.
  • passende Optimierungsverfahren auf vernetzte Probleme anwenden sowie deren Ergebnisse und Sensitivitäten interpretieren.
  • typische Bausteine in einem vernetzen Energiesystem modellieren und das System bezüglich verschiedenen Zielfunktionen optimieren.
  • grundlegende Elemente der Graphentheorie verstehen und in energierelevanten Anwendungen identifizieren.
  • vernetzte Systeme mit einer open source Modellierungssprache implementieren und mit unterschiedlichen Solvern lösen.

Lehrinhalte

  • Implementierung mit einer open source algebraischen Modellierungssprache und unterschiedlichen Solvern
  • Grundlagen der Graphentheorie
  • Modellierung typischer Bausteine in einem vernetzen Energiesystem: (MI)LP, binäre Variablen, Diskretisierung von DGL
  • typische Zielfunktionen in einem vernetzen Energiesystem: Kosten, Spitzenlast
  • typische Problemklassen wie zum Beispiel Transportproblem (transportation problem), Zuordnungsproblem (assignment problem), Umladeproblem (transshipment problem), maximaler Fluss (maximum flow problem), kostenminimaler Fluss (minimum-cost flow problem), kürzester Weg (shortest path problem)
  • Anwendungsbeispiele: Batteriespeicher mit Wirkungsgraden, Warmwasserboiler, PV-Anlage, thermisch gekoppelte Räume eines Gebäudes, E-Autos inkl. minimaler Ladeleistung, Kraftwerke, Wärmepumpen, elektrische und thermische Netze, Verkehrsnetze

PDF-Skriptum

Das Skriptum kann als pdf-Datei heruntergeladen werden.

Daten und Abbildungen

  • In der Datei daten.zip finden Sie die verwendeten Daten-Files.
  • In der Datei abbildungen.zip finden Sie die verwendeten Abbildungen.

Benotung

  • erster Antritt:
    • Bewertung der Aufgaben mit 20 % Gewichtung: Die bearbeiteten Aufgaben werden von den Studierenden in ILIAS hochgeladen. In der darauffolgenden Lehrveranstaltung präsentieren Studierende nach Aufruf ihre Ergebnisse. Ist die Abgabe nur kopiert oder man ist unentschuldigt abwesend, werden alle erreichbaren Prozentpunkte der jeweiligen Übung gestrichen. Die Bewertung der Aufgaben muss positiv sein, damit die Gesamtnote positiv ist.
    • Bewertung der schriftlichen Prüfung mit 80 % Gewichtung: Verständnisfragen, Aufgaben auf Papier und am Computer, gesamter Stoff der Lehrveranstaltung. Erlaubte Unterlagen: Skriptum der Lehrveranstaltung als pdf-Datei. Die schriftliche Abschlussprüfung muss positiv bewertet sein, damit die Gesamtnote positiv ist.
  • zweiter Antritt: Wiederholung der negativen Benotungsteile:
    • ggf. Abgabe zusätzlicher Aufgaben und Besprechung dieser und bereits abgegebener Aufgaben
    • ggf. schriftliche Prüfung
  • dritter Antritt: Die kommissionelle Prüfung findet mündlich statt und umfasst den gesamten Stoff der Lehrveranstaltung, Verständnisfragen und Fragen zu den Beispielen und Aufgaben.

Die Notengebung erfolgt aus den Prozentpunkten der Leistungsbeurteilung nach der Österreichischen Notenskala, siehe Prüfungsordnung.

Anwesenheitsvorgaben

An jenen Terminen, bei denen die abgegebenen Aufgaben besprochen werden, herrscht Anwesenheitspflicht, siehe Zeitplan. Bei Fehlzeiten gelten die Regeln der Prüfungsordnung.

Computer und Software

  • Die Studierenden sind aufgefordert, ihre Laptops in die Lehrveranstaltung mitzubringen und die Software (Pyomo und verschiedene Solver) zu Hause darauf zu installieren, siehe Installation.
  • Zusätzlich können die Studierenden unter jupyter.labs.fhv.at Jupyter Notebooks erstellen. Dort sind Pyomo und die Solver bereits installiert. Von zu Hause kann die Seite via VPN erreicht werden.
  • Die schriftliche Prüfung findet in einem Computerlabor der FHV und mit Jupyter Notebooks statt.

Evaluation

Die Evaluation der Lehrveranstaltung (studentische Lehrveranstaltungsbewertung) erfolgt via ILIAS-Fragebogen. Das Feedback des Lehrbeauftragten an die Studierenden findet eventuell via Email statt.

Notation

Als Dezimaltrennzeichen wird der englische Punkt statt dem deutschen Komma verwendet, da dies auch in der verwendeten Programmiersprache der Fall ist und zu keinen Verwechslungen mit Kommas bei der Angabe von Vektoren und Intervallen führt.

Impressum

Siehe das Impressum der FH Vorarlberg