Mathematisches Modell und Verfahren zur langfristigen Einsatzplanung thermischer Kraftwerkssysteme unter Berücksichtigung des Energiefremdbezuges aus dem Verbundnetz:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1989
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| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 6]
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Autor: Ortjohann, Egon
Jahr: 1989
Inhaltsverzeichnis
Formelzeichen 8
1 Einleitung 13
1.1 Planungsaufgaben der Energieversorgungsunternehmen 14
1.2 Ziel und Abgrenzung der Arbeit 17
2 Analyse elektrischer Energieversorgungssysteme 19
2.1 Kostenfunktion und technische Randbedingungen thermischer Kraft- 20
werke
2.1.1 Kostenfunktion 20
2.1.2 Technische Randbedingungen 24
2.2 Primärenergieeinsatz für die Stromerzeugung 25
2.3 Energieaustausch über das Verbundnetz 27
2.4 Lastprognose 29
2.5 Kraftwerkszuverlässigkeit 30
3 Langfristige Kraftwerkseinsatzplanung als Optimierungsaufgabe 31
3.1 Zielfunktion der langfristigen Kraftwerkseinsatzplanung 31
3.2 Einordnung der Nebenbedingungen 32
3.3 Verfahren zur langfristigen Kraftwerkseinsatzplanung 33
4 Das Optimierungsmodell 35
4.1 Reduktion der langfristigen Optimierungsaufgabe 36
4.2 Langfristige Energieeinsatzplanung 38
4.2.1 Auswahl des Optimierungsverfahrens 38
4.2.1.1 Gemischt ganzzahlige lineare Programmierung 39
4.2.2 Unterteilung des Planungszeitraumes 41
4.3 Grundmodell zur Energieeinsatzplanung 43
4.3.1 Zielfunktion der Energieeinsatzplanung 43
4.3.1.1 Kraftwerksblöcke 44
4.3.1.2 Strombezugs Verträge 46
4.3.2 Restriktionen der Energieeinsatzplanung 47
4.3.2.1 Oberlagerte Preisänderungen 47
4.3.2.2 Langfristige Energiebeziehungen 51
4.3.2.3 Primärenergiebeschränkungen 52
4.3.2.4 Sekundärenergiebeschränkungen 53
4.3.2.5 Kurzfristige Energiebeziehungen 54
4.3.2.6 Tagesspitzenlast 55
4.3.2.7 Kombi-Blöcke 57
5 Dreistufiges Verfahren zur Energieeinsatzplanung 59
5.1 Gütekriterium für die Abschätzung von gemischt ganzzahligen 61
Näherungslösungen
5.2 Modellmodifikation in der zweiten Optimierungsstufe 62
5.2.1 Sukzessive Diskretisierung der Zustandsvariablen 62
5.2.2 Zustandsvariablen des Kombi-Blocks 65
5.3 Modellmodifikation in der dritten Optimierungsstufe 66
5.3.1 Fehlerenergie im Grundlastbereich 66
5.3.2 Korrektur der Pehlerenergie im Grundlastbereich 68
5.3.3 Korrektur des spezifischen Wärmeverbrauchs 69
6 Quantifizierung der Modell- und Verfahrensgüte 74
6.1 Abbildung der Tagesenergien auf den Lastverlauf 74
6.2 Festlegen der Betriebszustände 77
6.3 Festlegen der Einsatzleistung 80
7 Modellrechnungen 82
7.1 Datenbasis 82
7.1.1 Kraftwerkssysteme 82
7.1.2 Lastganglinien 89
7.2 Untersuchungsergebnisse 90
7.2.1 Einfluß der zweiten Optimierungsstufe 90
7.2.1.1 Häufigkeitsverteilungen der Zustandsvariablen 90
7.2.1.2 Kostenerhöhung durch die Diskretisierung der Zustandsvariablen 93
7.2.2 Einfluß der Grundlastanpassung 96
7.2.2.1 Energieumverteilung 96
7.2.2.2 Korrektur des spezifischen Wärmeverbrauchs 102
7.2.2.3 Einfluß der Optimierungsstufen auf die Energieaufteilung in den Block- 106
gruppen
7.2.2.4 Kostenerhöhung durch Grundlastbewertung und Korrektur des spezifi- 110
sehen Wärnieverbrauchs
7.2.3 Abbildung der Tagesenergien auf den stündlichen Lastverlauf 113
7.2.3.1 Analyse der Energieabbildung auf den stündlichen Lastverlauf 114
7.2.3.2 Kostenvergleich der Optimierungsverfahren 117
7.2.4 Beeinflussung der Rechenzeit 120
7.2.4.1 Rechenzeiten der dreistufigen Energieeinsatzoptimierung 120
7.2.4.2 Einfluß der Schrittweitenänderung in der zweiten Stufe 121
8 Zusammenfassung 125
9 Anhang 129
9.1 Mathematische Ergänzung 129
9.2 Literaturverzeichnis 133
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