Online-Simulation und -optimierung zur energieeffizienten Pumpensteuerung in Trinkwasserverteilungssystemen, TP3


Ziel des Vorhabens ist die prototypische Entwicklung eines onlinefähigen Simulations- und Optimierungswerkzeugs zur Ermittlung energieeffizienter, optimierter Betriebsweisen von Trinkwasserversorgungssystemen. Im Mittelpunkt steht eine an den tatsächlichen, aktuellen Wasserbedarf und das aktuelle Enegriedargebot angepasste Behälterbewirtschaftung unter optimiertem Einsatz von Pumpen und Turbinen. Zur Lösung der zu Grunde liegenden, hierarchischen mathematischen Optimierungsaufgabe soll ein Hybridansatz, bestehend aus beschleunigter deterministischer Simulation der Netzhydraulik und Metamodellierung in Verbindung mit stochastischen Optimierungsmethoden, zum Einsatz kommen. Die Modellrechnungen basieren auf Prognosen des zukünftigen Wasserbedarfs sowie der Energiekosten, welche mit Hilfe von KNN sukzessive verbessert werden. In enger Kooperation mit den Projektpartnern wird ein neuer Hybridansatz zur Optimierung der Pumpelaufzeiten unter Berücksichtigung flexibler Strompreise entwickelt, in Form eines Prototyps implementiert und getestet. Es werden Modell-Spezifikationen hinsichtlich der zu variierenden Parameter und Netzwerkelemente erarbeitet. Die resultierenden Modellgleichungssysteme werden analysiert und für den effizienten Einsatz neuer Parameterdifferenzenverfahren zur beschleunigten deterministischen Simulation so implementiert, dass eine Online-Optimierung mittels Metamodellierung und neuronaler Netze möglich wird.


Projektleitung
Tischendorf, Caren Prof. Dr. (Details) (Angewandte Mathematik (S))

Laufzeit
Projektstart: 07/2012
Projektende: 06/2014

Forschungsbereiche
Mathematik

Zuletzt aktualisiert 2020-11-03 um 23:20