Vergleich verschiedener Ansätze zur Ganzjahresoptimierung des betriebskostenoptimalen Einsatzes von Energieerzeugern und Wärmespeichern
Research output: Types of Thesis › Diploma thesis
Contributors
Abstract
Die vorliegende Arbeit untersucht verschiedene Ansätze zur zeiteffizienten Lösung ganzjähriger Optimierungsprobleme zur Betriebsführung eines integrierten Energiesystems. Zur Optimierung werden gemischte ganzzahlige lineare Modelle (MILP) genutzt. Die Tests werden an einem real gegebenen Beispiel durchgeführt. In diesem erfolgt die Energieversorgung durch drei Blockheizkraftwerke, zwei Heizwerke und einen Wärmespeicher. Alle Energieerzeuger werden entweder mit Kohle oder Erdgas als Brennstoff betrieben. Drei Szenarien mit jeweils unterschiedlicher Wärmekapazität des Wärmespeichers werden im Rahmen dieser Arbeit diskutiert. Außerdem werden die Zeitschritte sowie die relative Lösungsgenauigkeit der Optimierung variiert. Die geschlossene ganzjährige Optimierung wird zur Generierung von Referenzergebnissen genutzt. Vier weitere selbst umgesetzte Optimierungsansätze sowie eine Lösung mit der kommerziellen Software TOP-Energy werden dem Referenzansatz gegenübergestellt. In zwei der genannten Verfahren wird das Gesamtproblem eines Jahres in verschiedene Teilprobleme zerlegt, um die Rechenzeit zu verkürzen. Dies umfasst segmentierte Rechnungen mit festen Randbedingungen sowie mit überlappenden Zeitbereichen. Darüber hinaus wird eine rollierende Optimierung mit verschiedenen Prädiktionshorizonten durchgeführt. Weiterhin wird ein selbstentwickelter, regelbasierter, iterativer Ansatz mit den Ergebnissen der Optimierung verglichen. Nach dem systematischen Vergleich aller Ansätze ist zu erkennen, dass die Rechenzeit der ganzjährigen Optimierung durch die Nutzung der Segmentierung deutlich verkürzt werden kann. Unter Umständen führen die untersuchten Ansätze jedoch zu einem Rückgang der Qualität des Optimierungsergebnisses.
Details
Original language | German |
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Qualification level | Dipl.-Ing. |
Awarding Institution | |
Supervisors/Advisors |
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Publication status | Published - 2020 |
Externally published | Yes |
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Keywords
Keywords
- Optimierung, Betriebsführung, Wärmespeicher