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Eigene Betriebsmodi hinterlegen

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Eigene Betriebsmodi hinterlegen

TOP-Energy bietet verschiedene Möglichkeiten, die Betriebsarten der Komponenten in der Simulation vorzugeben.

Üblicherweise müssen in TOP-Energy keine Betriebsmodi hinterlegt werden, da sie durch die Simulation (Berechnung anhand einer Zielfunktion) optimal bestimmt werden.

Im Simulator-Ribbon kann in der Group Betriebsoptimierung mit einem Split Button die Zielfunktion der Betriebsoptimierung gewählt werden. Zur Auswahl stehen die  Betriebskosten, die  Primärenergie, die  CO2-Emissionen und die  Sonstigen Kosten. Der ausgewählte Parameter wird in der Optimierung minimiert.

Manchmal ist es erforderlich, zusätzlich bestimmte Betriebsmodi vorzugeben. Dafür gibt es grundsätzlich drei Möglichkeiten: die Betrieblichen Randbedingungen, die Programmierbare Steuerung und die Parametrierung der Komponenten.

Betriebliche Randbedingungen

Das Eingabedaten-Formular Betriebliche Randbedingungen der technischen Komponenten bietet die Möglichkeit zur Vorgabe von Betriebsmodi. Zusätzlich gibt es die Komponente Einschaltreihenfolge, um die Einschaltreihenfolge mehrerer Anlagen im Energiesystem zu priorisieren. Ausführliche Informationen zur Verwendung dieser Komponente und der Komponentenbestandteile enthält der Artikel Betriebsverhalten steuern.

Im Folgenden wird eine wärme- und stromgeführte Betriebsweise des BHKW mit der Komponente Einschaltreihenfolge vorgestellt. In dem Beispielenergiesystem des Tutorials 60 wird ein variabler Strom- und Wärmebedarf durch ein BHKW, einen Warmwasserkessel und einen Stromerzeuger gedeckt.

Energiesystem mit Notkühler

Stromgeführt

Eine stromgeführte Betriebsweise des BHKW wird durch folgende Einstellungen in der Komponente Einschaltreihenfolge realisiert.

Wenn im Formular der Komponente Einschaltreihenfolge → Eingabedaten → Erzeuger, Verbraucher und Speicher hinter Prioritäten einblenden das Häkchen gesetzt wird, erscheinen zusätzliche Formularfelder, in denen spezifische Einstellungen, wie die genaue Priorisierung oder das Einspeiseverhalten, vorgenommen werden können.

Für den Stromversorger Stadtwerk (Strom) wird durch die Auswahl Keine Einspeisung das Einspeisen ins Stromnetz ausgeschlossen (siehe Abbildung oben).

Die in den folgenden Abbildungen dargestellten Leistungsverläufe für Strom und Wärme zeigen, dass durch die vorgegebene Einschaltreihenfolge die Arbeitsweise des BHKW von dem Strombedarf bestimmt wird. Zu Zeitpunkten mit hohem Strom- und geringem Wärmebedarf muss die erzeugte Wärme des BHKW in den Notkühler (als Komponentenvorlage im Ordner Wärmeversorgung) abgeleitet werden.

Wärmegeführt

Eine wärmegeführte Betriebsweise des BHKW wird durch folgende Einschaltreihenfolge realisiert.

Für eine wärmegeführte Betriebsweise des BHKW muss im oben dargestellten Energiesystem mit Notkühler die Einspeisung in diesen ausgeschlossen werden. Hierzu kann in der Komponente Einschaltreihenfolge für den Notkühler (hier auszuwählen unter Wärmebedarf) die Option Keine Einspeisung ausgewählt werden.

Bei wärmegeführter Betriebsweise kann auf einen Notkühler verzichtet werden.

Die Ergebnisse der Simulation zeigen, dass die Betriebsweise des BHKW vom Wärmebedarf dominiert wird. Zu Zeitpunkten mit geringem Strombedarf wird die erzeugte elektrische Leistung des BHKW in das Netz eingespeist.

Programmierbare Steuerung

Die Komponenten der Programmierbaren Steuerung bieten umfassende Möglichkeiten zur Vorgabe von Betriebsmodi. Mit dieser Komponentengruppe kann die individuelle Steuerung einzelner Komponenten durch grafische Verknüpfung realisiert werden. Beispielsweise können Programmierbare Steuerungen für Speicherbeladestrategien oder eine Spitzenlastreduktion verwendet werden.

Im Folgenden lernen Sie den Einsatz der Programmierbaren Steuerung zur Vorgabe einer Betriebsweise anhand des im ersten Abschnitt eingeführten Beispielenergiesystems kennen.

Das Ziel der dargestellten Programmierbaren Steuerung ist die Abschaltung des BHKW an jedem Freitag. Hierzu wird über den Eingang Leistung-BHKW auf das BHKW zugegriffen. Wenn die Verzweigung if-Freitag zutrifft, wird die Leistung des BHKW gleich Null gesetzt. Die Abfrage des Wochentages wird mit der Komponente Wochentagdie als Ausgabewert die Nummer des Wochentages liefert, realisiert.

Das Resultat der Steuerung ist im Leistungsverlauf des Stroms zu erkennen. Im dargestellten Zeitraum von einem Monat kommt es viermal zu einer Abschaltung des BHKW. Zu diesen Zeitpunkten übernimmt der Kessel die Bereitstellung von Wärme.

Komponentenparameter

Außer den genannten Möglichkeiten zur Vorgabe von Betriebsarten gibt es auch noch die Parametrierung einzelner Komponenten.

Beispielsweise kann beim Stromversorger die maximale Einspeiseleistung gleich Null gesetzt werden, um eine Stromeinspeisung ins Netz zu unterbinden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die maximale Lieferleistung des Stromversorgers zu beschränken. Auf diese Weise kann, wie im Artikel Vermeidung von Lastspitzen erläutert, eine Spitzenlastreduktion herbeigeführt werden.

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