Gasnetzsimulation durch Potentialanalyse

Publication date
2009
Document type
PhD thesis (dissertation)
Author
Rüdiger, Jens
Advisor
Lunderstädt, Reinhart
Referee
Granting institution
Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg
Exam date
2009-06-23
Organisational unit
DDC Class
620 Ingenieurwissenschaften
Keyword
Gasnetzberechnung
Erdgasnetz
Simulationsprogramm
Realgasverhalten
Abstract
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.
Version
Not applicable (or unknown)
Access right on openHSU
Open access