Entwicklung eines Verfahrens zur Aggregation komplexer Fernwärmenetze

Zur Planung und Betriebsoptimierung von Fernwärmeversorgungssystemen werden Simulationsprogramme eingesetzt, die das Verhalten der Netze und ihrer Komponenten sehr genau abbilden können. Die Lösung der hierzu aufgestellten komplexen Gleichungssysteme erfordert häufig hohe Rechenzeiten. In der Regel ist aber bei der Durchführung von Netzberechnungen eine detaillierte Berücksichtigung sämtlicher Elemente nicht unbedingt notwendig. In dieser Arbeit wird eine Methodik entwickelt, mit der die Struktur komplexer Fernwärmenetzmodelle mathematisch vereinfacht werden kann, ohne dass sich deren Verhalten wesentlich ändert. Die aggregierten Netze können (mit Ausnahme der Anzahl der Einspeiser) uneingeschränkt für stationäre und bis zu hohen Aggregationsgraden von über 75 % auch für instationäre thermo-hydraulische Netzsimulationen verwendet werden. Bei höheren Aggregationsgraden nehmen die Fehler im Bereich starker Änderungen der Betriebsparameter zu. Zur Minimierung dieser Abweichungen werden Korrekturalgorithmen vorgeschlagen. Durch das Verfahren lässt sich eine erhebliche Reduzierung der Rechenzeiten von bis zu 98 % erzielen.