2015-11-01  –  2018-12-31

392.000,00 EUR

Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM), Kaiserslautern, Rheinland-Pfalz

03ET1346B

Wärmetransport und -verteilung [EA2150]

01164947/1  –  EnEff:Wärme - DYNEEF

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN3)

Energie

Durch die zunehmende Einspeisung regenerativ erzeugter Energie ins Stromnetz sind die Preise an der Strombörse im Mittel gefallen und schwanken stark. Da Betreiber von Fernheizkraftwerken (FHKW) einen Gutteil ihrer Erlöse aus dem Verkauf von Strom erwirtschaften, der durch Kraft-Wärme-Kopplung parallel zur Wärmeerzeugung anfällt, ist es einerseits betriebswirtschaftlich nötig, die Stromerzeugung zeitlich vom Wärmebedarf zu entkoppeln und stattdessen dem Strompreis zu folgen. Andererseits eröffnet es aber auch die Möglichkeit, dem Stromnetz negative Regelleistung zur Verfügung stellen, um Schwankungen bei der dezentralen Stromerzeugung auszugleichen. Wichtig ist dabei, Fernwärmenetze kontrolliert als Energiespeicher nutzen zu können. Gegenwärtige Software zur Betriebsunterstützung von FHKW beschäftigt sich entweder mit dem optimalen Einsatz der lokalen Betriebsmittel des FHKW, wobei das Fernwärmenetz nur als strukturlose Senke behandelt wird, oder es werden fein ortsaufgelöste hydro-thermische Modelle des Leitungsnetzes betrachtet, um die Versorgung aller Kunden mit den notwendigen Drücken und Temperaturen zu garantieren, ohne jedoch dem Einfluss schwankender Betriebsbedingungen nachzugehen. Ziel des Projekts ist es nun, beide Welten zu vereinen, indem ein dynamisches Netzmodell in die Betriebsoptimierung integriert wird. Das ortsaufgelöste Netzmodell muss ohne große Einbußen bei der Vorhersagequalität deutlich komprimiert werden (Modellreduktion), um einer Betriebsoptimierung zugeführt werden zu können. Das Optimierungsproblem selbst zeichnet sich dadurch aus, dass über Speichereffekte viele Zeitschritte verknüpft werden und die Randbedingungen aus Prognosen für stochastisch fluktuierende Verbräuche und Preise stammen. Um den Mehrwert des neuen Ansatzes für die Branche darzustellen, werden ein Software-Assistent entwickelt und damit Potenzialanalysen für das FHKW der Technischen Werke Ludwigshafen AG durchgeführt.