Verbundvorhaben: PID_normoptimal - Strukturierte normoptimale Regelung zur Effizienzsteigerung von prozesstechnischen Anlagen; Teilvorhaben: Entwicklung der Regelung
Zeitraum
2020-08-01 – 2023-12-31
Bewilligte Summe
393.863,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE5052
Leistungsplansystematik
Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)
Förderprogramm
Energie
Moderne Regelungen finden sich trotz ihrer überlegenen Performance praktisch nie in prozesstechnischen Anlagen, da sie deutlich komplexer als ein PI-Regler und daher für das Personal der Anlagen kaum zu verstehen sind. Außerdem können sie nicht wie PI-Regler von Hand eingestellt oder nachgestellt werden, wenn sich das Verhalten einer Anlage z.B. durch Alterung, andere Brennstoffqualität, geänderte Betriebsweise oder Verschmutzung verändert. Daher verwendet man lieber PI-Regler, die man kombiniert und durch Aufschaltungen erweitert. Allerdings geht durch den Verzicht auf moderne normoptimale Regelungen in allen prozesstechnischen Anlagen viel Effizienz verloren. Zielsetzung dieses Projektes ist daher, die Performance eines modernen Reglers mit der Einfachheit einer PI-Reglerstruktur zu kombinieren, um die Ergebnisse der modernen Regelungstechnik für prozesstechnische Anlagen nutzbar zu machen. Entwurfsverfahren für eine moderne, normoptimale Regelung sollen genutzt werden, um daraus eine optimale Struktur aus PI-Reglern und den bekannten Erweiterungen zu entwerfen, die bei gewohnter Komplexität ein Höchstmaß an Effizienz gewährleistet. Dadurch bleibt es dem Bedienpersonal auch weiterhin möglich, kurzfristig die Regler zu modifizieren, sollten Veränderungen an der Anlage dies erforderlich machen. Die Herausforderungen bestehen darin, die Suche nach einer optimalen Reglerstruktur systematisch zu gestalten und die Entwurfsverfahren für strukturbegrenzte, normoptimale Regelungen auch auf nichtlineare Systeme mit Stellgrößenbegrenzungen, wie sie in Kraftwerken und sonstigen prozesstechnischen Anlagen üblicherweise vorkommen, zu erweitern. Abschließend sollen mit Hilfe des Verfahrens im Kraftwerk Hamburg-Moorburg sowie im Fernwärmenetz der Uniper Wärme bestehende Regelungen verbessert, die Flexibilität und Energieeffizienz gesteigert und somit die Funktionsfähigkeit des Verfahrens nachgewiesen werden.