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SIMULATION VON SPEICHERKENNLINIEN - GRUNDLAGE FÜR EINEN EFFIZIENTEN SPEICHERBETRIEB UND AUFZEIGEN VON OPTIMIERUNGSPOTENTIALEN Thomas Sander, astora 5.

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1 SIMULATION VON SPEICHERKENNLINIEN - GRUNDLAGE FÜR EINEN EFFIZIENTEN SPEICHERBETRIEB UND AUFZEIGEN VON OPTIMIERUNGSPOTENTIALEN Thomas Sander, astora 5. Internationale Konferenz UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien Dresden, 23. –

2 Überblick 1. Zielsetzung der Simulation 2. Modellierung und Definition der Schnittstellen 3. Randbedingungen, Vereinfachungen & Parametrierung 4. Ergebnisse der Simulation am Beispiel Jemgum 5. Ausblick Simulation von Speicherkennlinien2

3 Zielsetzung der Simulation 3Simulation von Speicherkennlinien Technische Zielsetzungen Sicherstellung der Erfüllung aller Anforderungen an Design und Auslegung Identifikation möglicher Engpässe und Schwachstellen hinsichtlich Verfügbarkeit und Leistung Ermittlung der Restleistungsfähigkeit bei Ausfall von Komponenten Ermittlung der Notwendigkeit von Redundanzen Hilfestellung bei der Planung und Auslegung neuer Komponenten bei weiteren Ausbaustufen Erkenntnis über die Einflussstärke einzelner Parameter (z.B. Gaskomposition) Kommerzielle Zielsetzungen Absicherung vermarkteter Produkte Aufzeigen unerschlossener Potentiale, Möglichkeiten für neue Produkte durch Identifikation von Leistungsreserven

4 Modellierung und Definition der Schnittstellen 4Simulation von Speicherkennlinien Modellierung des Speichers OT-Simulation SIR 3S / MYNTS Schnittstelle UT/OT UT-Simulation KAVPOOL Kavernendaten Kavernengröße Kopfdrücke Durchflussraten AGV Temperaturkorrektur Kopfdruck/AGV- Funktionen Datenübergabe Äußere Bedingungen Zustand an den Netzkopplungspunkten Standortbedingungen Gaskompositionen und Gasmischungen Verluste Reibungsverluste, Anlagengeometrie Stoßverluste Anlagenverschaltung Fahrweisen Betriebsarten von Komponenten Netzkopplungspunkte Verfahrenstechnik Auslegungsgrundlagen Charakteristika der Hauptkomponenten Zustandsänderungen im Speicher Rohrleitungs- dimensionen Turn-down von Anlagenkomponenten Vorgaben aus Regelung & Steuerung

5 Modellierung und Definition der Schnittstellen 5Simulation von Speicherkennlinien Simulationsvorbereitung Definition der Schnittstellen Definition der Vereinfachungen bzw. der vereinfachten Annahmen Definition der Randbedingungen an den Systemgrenzen Verfeinerung der Basisdaten und der Anlagencharakteristika, Erweiterung und Analyse von Kennfeldern Erstellung eines Simulationsmodells Zusammenhangsanalyse Durchführung der Simulation Festlegung der Simulationsparameter und der Anzahl der Simulationen Start der Simulation bis zu ausreichender Konvergenz der Gleichungslösungen Analyse, Aufarbeitung und grafische Darstellung der Ergebnisse

6 Modellierung und Definition der Schnittstellen Zusammenhangsanalyse 6Simulation von Speicherkennlinien

7 Randbedingungen, Vereinfachungen & Parametrierung UGS Jemgum 7Simulation von Speicherkennlinien Vereinfachungen und Annahmen Vorgegebenes maximales AGV als Mischung aus fertigen und idealisierten Kavernen Vereinfachte Annahmen für dissipative Verluste und geodätische Effekte Berücksichtigung der Hauptfahrweisen Berücksichtigung nur der maximalen Leistungen und Kapazitäten Poolfahrweise aller Kavernen Einheitliche Kopfdrücke (min./max.) Beschränkung auf einen Netzkopplungspunkt Automatisches Umschalten der Verdichter bei Notwendigkeit Stationarität Definition der Simulationsparameter Hauptfahrweise: Einlagerung oder Auslagerung Gaskomposition Druck am Netzkopplungspunkt Russlandgas

8 Ergebnisse der Simulation UGS Jemgum Einspeicherkennlinie – Saugdruck 53 barg, Russlandgas 8Simulation von Speicherkennlinien

9 Ergebnisse der Simulation UGS Jemgum Einspeicherkennlinie – Saugdruck 70 barg, Russlandgas 9Simulation von Speicherkennlinien

10 Ergebnisse der Simulation UGS Jemgum Ausspeicherkennlinie – Pipelinedruck 70 barg, Russlandgas 10Simulation von Speicherkennlinien

11 Ergebnisse der Simulation UGS Jemgum Ausspeicherkennlinie – Pipelinedruck 90 barg, Russlandgas 11Simulation von Speicherkennlinien

12 Ausblick Erweiterung des Modellierungs- & Simulationsumfangs 12Simulation von Speicherkennlinien Entidealisierung der Kavernen, Implementierung von as-built-Kavernen Steigerung der Komplexität und Genauigkeit, z.B.: Erhöhung der abgebildeten Stoffströme Darstellung für gleichzeitiges Ein- & Auslagern (bei 2 oder mehr Netzkopplungspunkten) Abbildung von Sonderbetriebsweisen (z.B. Normalbetrieb mit gleichzeitiger Gaserstbefüllung von Kavernen) Entkopplung der Kavernen zu mehreren Pools Darstellung von Teillasten Erstellung neuer, transienter Berechnungen zur Darstellung zeitabhängiger Vorgänge (z.B. veränderliche Kavernenfüllstände, An- & Abfahrvorgänge)

13 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT Thomas Sander, astora 5. Internationale Konferenz UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien Dresden, 23. –


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