Betriebsoptimierung von Fernwärmenetzen unter ökologischen und ökonomischen Kriterien

Abstract

In dieser Arbeit wird ein Betriebsoptimierungsprogramm für Fernwärmenetze entwickelt, welches für ein Netz mit beliebig vielen Abnehmern und Erzeugern die optimale Wärmeeinspeisung der angeschlossenen Erzeugers nach ökonomischen oder ökologischen Kriterien bestimmt.<br />Die Optimierung wird unter der Berücksichtigung verschiedener Randbedingungen, wie wirtschaftlichen und physikalischen Charakteristiken der Abnehmer, der Erzeuger und den topologischen Eigenschaften und Eigenschaften der Rohrleitungen des Fernwärmenetzes durchgeführt. Mit dem entwickelten Betriebsoptimierungsprogramm können neben der Optimierung über einen Zeitschritt auch Bedingungen für minimale oder maximale Wärmemengen über ein Jahr berücksichtigt werden.<br />Als Grundlage für das Betriebsoptimierungsprogramm wird der Simplex Algorithmus, ein linearer Optimierungsalgorithmus, gewählt. Damit werden die Randbedingungen sowie die Wärme- und Druckverluste entweder mit linearen Funktionen beschrieben oder bei der Optimierung iterativ bestimmt.<br />Im letzten Abschnitt der Arbeit wird die Funktion des Programms anhand einiger Beispiele demonstriert.<br />

In this work an operational optimization program for district heating networks with any number of supplies and customers is developed. This program is developed to find the optimal heat demand produced by every supply due to ecological or economical criteria.<br />The optimization considers different boundary conditions, such as economic and physical characteristics of the customers, the supplies and the district heating network.<br />With the operational optimization program contractually specified minimum or maximum amounts of heat supply over one year could be considered besides the optimization for one time step.<br />As a basis for the optimization program the simplex algorithm, a linear optimization algorithm, is chosen. Therefore the boundary conditions as well as the heat and pressure losses have to be described ether with linear functions or calculated iteratively within the optimization.<br />In the last part of this thesis the operability of the program is demonstrated on illustrative examples.