KWK Optimierung - Modellierung des Teillastverhaltens der Erzeugungsanlagen und Berechnungsstrategie für das Gesamtsystem

Projektleitung:Prof. Dr.-Ing. Alfons Kather
Mitarbeiter:Dipl.-Ing. T. Probst
Laufzeit:01.10.2003 - 30.09.2006

 

Vattenfall Europe Hamburg A.G.-Wärme versorgt im Hamburger Stadtgebiet ca. 390.000 Wohneinheiten mit Fernwärme für Heizungen und Brauchwasser. Diese Fernwärme wird in unterschiedlichen Standorten erzeugt. Außer Heizwerken, die nur zur Wärmeerzeugung genutzt werden, gibt es auch zwei mit Steinkohle gefeuerte Heizkraftwerke, die im gekoppelten Betrieb sowohl elektrische Leistung als auch Wärme erzeugen.

Durch die Liberalisierung des Strommarktes in den letzten Jahren, die Förderung der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) durch das "Gesetz für die Erhaltung, Modernisierung und den Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung" (KWKModG) und die in Zukunft gültigen CO2-Zertifikate wird es für Kraftwerksbetreiber immer wichtiger, ihren Anlagenpark zu optimieren.

In Hamburg ist mit dem Fernwärmenetz ein besonderes Potential für die Optimierung gegeben, da die Verteilung und Erzeugung in einer Hand sind und die Erzeugung nicht nur vom Einsatz einer Anlage abhängt. Der Betreiber kann somit unter Beachtung seiner Kundeninteressen versuchen, den Anlagenpark ökologisch und ökonomisch optimal einzusetzen.

Hierzu ist es notwendig, sowohl das Fernwärmenetz mit seinen thermohydraulischen Eigenschaften in einem Modell abzubilden, als auch die Erzeugungsanlagen jeweils in einem Kreislaufsimulationsmodell.

Ziel ist es, aus allen Modellen und gegebenen Randbedingungen wie

  • Temperatur
  • Wetter
  • Strompreis
  • etc.

die für diesen Zustand unter Berücksichtigung der Anlagenverfügbarkeiten optimale Betriebsweise vorherzusagen und somit einen Einsatzplan zu generieren.

Neben der Planung des Anlageneinsatzes für den nächsten Tag kann auch, auf veränderte Randbedingung im Laufe eines Tages reagiert werden und ggf. der Einsatzplan korrigiert werden.