Gasnetzsimulation durch Potentialanalyse

URN urn:nbn:de:gbv:705-opus-22393
URL
Dokumentart: Dissertation
Institut: Lehrstuhl: Regelungstechnik
Fakultät: Fakultät Elektrotechnik
Hauptberichter: Lunderstädt, R. (Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 23.06.2009
Erstellungsjahr: 2009
Publikationsdatum:
Originalveröffentlichung: Gedruckte Ausgabe: ISBN 978-3-86818-002-2 (2009)
Freie Schlagwörter (Deutsch): Gasnetzberechnung , Erdgasnetz , Simulationsprogramm , Realgasverhalten , Potentialanalyse-Verfahren
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften

Kurzfassung auf Deutsch:

Eine verlässliche und kostengünstige Energieversorgung der Volkswirtschaft und privaten Haushalte ist für jedes Land von entscheidender Bedeutung. In der Energieversorgung der Bundesrepublik Deutschland liegt Erdgas als Energieträger nach Erdöl und Kohle an 3. Stelle. Die Bedeutung von Erdgas wird in Zukunft weiterhin zunehmen.--- Der Transport des Erdgases von den Lagerstätten zu den Verbrauchern erfolgt durch ausgedehnte Gasnetze mit transkontinentaler Dimension. Um die Versorgungssicherheit zu erhöhen, wird auf europäischer Ebene der Aufbau eines Transeuropäischen Netzverbandes (TEN) vorangetrieben. Die Planung und der Betrieb dieser ausgedehnten und komplexen Netze erfordern leistungsfähige Simulationsprogramme.--- Ziel der Dissertation war es, einen leistungsfähigen Algorithmus zu entwickeln, der die erweiterten Anforderungen an die Gasnetzberechnung erfüllt.--- Zur Lösung dieser Aufgabenstellung wurden bereits bestehende Algorithmen klassifiziert und auf ihre Erweiterbarkeit untersucht. Schwerpunkt der Untersuchungen war dabei der Hardy-Cross-Algorithmus. Im Ergebnis der umfangreichen Simulationen wurde festgestellt, daß die Möglichkeiten für eine Erweiterbarkeit nur begrenzt sind und ein neuer Algorithmus zu entwickeln ist.--- Als Ansatz für die Entwicklung des neuen Algorithmus wurden Analogiebetrachtungen zwischen der Elektrotechnik und Strömungsmechanik vorgenommen. Dabei wurden Berechnungsverfahren elektrischer Netze auf die Adaptierbarkeit in die Gasnetzberechnung untersucht. Auf den Ergebnissen dieser Untersuchungen basierend wurde der Potentialanalyse-Algorithmus in der Gasnetzberechnung entwickelt. Es wurden Modifikationen am Algorithmus zur Einbeziehung verschiedener Einspeisequellen in die Gasnetze vorgenommen. Der Potentialanalyse-Algorithmus erlaubt, neben der Berechnung idealer Gase, auch die von realen Gasgemischen, wie Erdgas. Dies wurde durch die Einbeziehung der Berechnung nach der GERG-88-Virialgleichung möglich. Der entwickelte Algorithmus wurde durch Simulationen verifiziert und die Eigenschaften ermittelt.

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