5. Internationale Konferenz UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien Dresden, 23. – 25.09.2013 Simulation von Speicherkennlinien - Grundlage für einen effizienten Speicherbetrieb und Aufzeigen von Optimierungspotentialen Thomas Sander, astora

Zielsetzung der Simulation Überblick Zielsetzung der Simulation Modellierung und Definition der Schnittstellen Randbedingungen, Vereinfachungen & Parametrierung Ergebnisse der Simulation am Beispiel Jemgum Ausblick Simulation von Speicherkennlinien

Zielsetzung der Simulation 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 Simulation von Speicherkennlinien

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

Modellierung und Definition der Schnittstellen 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 Simulation von Speicherkennlinien

Modellierung und Definition der Schnittstellen Zusammenhangsanalyse Simulation von Speicherkennlinien

Randbedingungen, Vereinfachungen & Parametrierung UGS Jemgum 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 Simulation von Speicherkennlinien

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

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

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

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

Ausblick Erweiterung des Modellierungs- & Simulationsumfangs „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) Simulation von Speicherkennlinien

Vielen dank für ihre Aufmerksamkeit 5. Internationale Konferenz UGS – sicherer Betrieb und effiziente Technologien Dresden, 23. – 25.09.2013 Vielen dank für ihre Aufmerksamkeit Thomas Sander, astora