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Bewertung von Kraftwerkseinsatzstrategien mithilfe eines Trainingssimulators

  • Seit jeher versuchen Energieversorgungsunternehmen den Einsatz ihrer Kraftwerke zu optimieren. Grund für die Optimierung ist die Sicherstellung der Stromversorgung bzw. das wirtschaftliche Handeln eines Unternehmens. Bisher gibt es am Markt kaum intelligente Lösungen für sehr komplexe, hydraulisch zusammenhängende Kraftwerksgruppen. Obwohl die deterministische Optimierung der illwerke vkw sehr ausgereift ist, wird hier ein Schritt weitergegangen. Als Methode dient eine detaillierte Bewertung des Kraftwerkseinsatzes bei gleichzeitiger Reduzierung von Risiken. Es wird nach Strategien und Regeln gesucht, welche den Einsatz zusätzlich optimieren. Für das Ziel dieser Forschung stellt sich in der vorliegenden Masterarbeit folgende Frage: „Wie können Kraftwerkseinsatzstrategien mithilfe eines Trainingssimulators bewertet und verallgemeinert werden?“ Zur Beantwortung der Forschungsfrage wurden Simulationsfahrten von mehreren Dispatchern durchgeführt. Die Bewertungsmethodik basiert auf der Analyse der unterschiedlichen Strategien und gewichteten Kennzahlen. Zusätzlich wurde ein Fragebogen erstellt. Dieser beinhaltet Aspekte zu bereits bekannten Regeln im Dispatching, zur Gewichtung der Kennzahlen, zur Erfahrung der Dispatcher und zum Verhalten in verschiedenen Einsatzsituationen. Die Antworten der Dispatcher zeigen, dass bereits verschiedene Regeln im Kraftwerkseinsatz zur Anwendung kommen. Die Ergebnisse belegen, dass ein größeres rotierendes Regelband trotz geringfügiger Wirkungsgradeinbußen, optimal ist. Dadurch können spontane Regelenergieabrufe ohne Fehlarbeit beantwortet werden. Ebenso werden die Umstellungen und somit die Maschinenbelastung deutlich geringer gehalten. In allen Strategien der Dispatcher wurden die Endpegelstände so gewählt, dass min. 1,5 h mit Vollabrufen weitergefahren werden konnte. Außerdem zeigt die Arbeit, dass es nicht möglich ist, Pegelreserven während des Einsatzes zu bewerten.
  • Power utilities have always tried to optimize the use of their power plants. The reason for the optimization is to ensure the power supply or the economic action of a company. So far, there are hardly any solutions on the market for very complex, hydraulically interconnected power plant groups. Although the deterministic optimization of illwerke vkw is very mature, a step further is taken here. The method used is a detailed evaluation of the power plant deployment with simultaneous reduction of risks. Strategies and rules are also being sought which finally will optimize the deployment. Therefore, this master thesis asks the following research question: "How can power plant deployment strategies be evaluated and generalized by using a training simulator?" To answer the question, simulation runs of several dispatchers were conducted. The evaluation methodology is based on the analysis of different strategies and weighted metrics. In addition, a questionnaire for dispatchers was created, asking about already known rules in dispatching, the weighting of the metrics, the experience of the dispatchers and the strategy behavior in different operational situations. The answers show that various rules are already applied in power plant operations. Besides, they also show that the use of a larger rotating control band is optimal, despite minor losses in efficiency. As a result, spontaneous regular service calls can be answered without abortive work. Likewise, changeovers and thus machine load are kept significantly lower. In all strategies, the final level states were chosen in such a way that 1.5 h could be continued with full calls. Furthermore, this master thesis shows that it’s not possible to constructively evaluate level reserves during the operation.

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Metadaten
Author:Alexander Jäger
DOI:https://doi.org/10.25924/opus-3907
Title Additional (English):Evaluation of power plant dispatch strategies – a training simulation analysis
Advisor:Hagen Schmöller
Document Type:Master's Thesis
Language:German
Year of publication:2021
Publishing Institution:FH Vorarlberg
Granting Institution:FH Vorarlberg
Release Date:2021/02/23
Tag:Bewertung; Dispatching; Kraftwerkseinsatz; Optimierung; Simulator
Number og pages:X, 65
DDC classes:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften
Open Access?:ja
Course of Studies:Energietechnik und Energiewirtschaft
Licence (German):License LogoUrhG - The Austrian Copyright Act applies - Es gilt das österr. Urheberrechtsgesetz