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1. WO2020192944 - VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM STEUERN EINES WASSERVERSORGUNGSNETZES

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

Patentansprüche

1. Verfahren (21) zum Steuern eines Wasserversorgungsnetzes (1), das Knotenkomponenten (2; 4, 5, 6, 7) und Kantenkompo-nenten (3; 8, 9, 10, 11) umfasst,

wobei an den Knotenpunkten (2; 4, 5, 6, 7) Wasser einge-speist, entnommen oder gespeichert wird und über die Kanten-komponenten (3; 8, 9, 10, 11) das Wasser zwischen den Knoten-komponenten (2; 4, 5, 6, 7) transportiert wird,

wobei mehrere der Kantenkomponenten (9, 10, 11) bezüglich ih-res Durchflussverhaltens für das Wasser steuerbar sind und nach Maßgabe eines Steuerplans (15) gesteuert werden, der ei-ne zeitliche Abfolge von Ansteuerungen der steuerbaren Kan-tenkomponente (9, 10, 11) enthält,

wobei der Steuerplan (15) auf Basis von Randbedingungen be-stimmt wird, die für jeden Wasser speichernden Knotenpunkt (7) jeweils einen Mindestfüllstand (hmin) enthalten, der nicht unterschritten werden darf, und

wobei der Steuerplan (15) anhand einer Zielfunktion optimiert wird, in der für jede steuerbare Kantenkomponente (9, 10, 11) die Anzahl ihrer Ansteuerungen mit einem Kostensatz für einen Energieverbrauch und/oder Verschleiß der jeweiligen Kanten-komponente (9, 10, 11) multipliziert und anschließend die Summe über alle steuerbaren Kantenkomponenten (9, 10, 11) ge-bildet wird,

dadurch gekennzeichnet,

dass für jeden der Wasser speichernden Knotenpunkte (7) je-weils ein den Mindestfüllstand (hmin) überschreitender Sicher-heitsfüllstand (hsec) festgelegt wird und dass die Zielfunkti-on für jeden Wasser speichernden Knotenpunkt (7) um jeweils einen weiteren Summanden in Form eines von dem Füllstand ab-hängigen weiteren Kostensatzes ergänzt wird, der bei einem dem Sicherheitsfüllstand (hsec) entsprechenden Füllstand mini-mal und bei einem dem Mindestfüllstand (hmin) entsprechenden Füllstand maximal ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Kostensatz nach Maßgabe einer vorgegebenen Funk-tion in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Füllstand und dem Mindestfüllstand (hmin) oder Sicherheitsfüllstand (hsec) des jeweiligen, Wasser speichernden Knotenpunkts (7) berechnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion eine lineare Funktion ist.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kostensätze für den jeweiligen Ener-gieverbrauch und/oder Verschleiß und die weiteren Kostensätze für den jeweiligen Füllstand mit unterschiedlichen Gewichts-faktoren versehen werden.

5. Vorrichtung (19) zum Steuern eines Wasserversorgungsnetzes

(1), das Knotenkomponenten (2; 4, 5, 6, 7) und Kantenkompo-nenten (3; 8, 9, 10, 11) umfasst, wobei an den Knotenpunkten (2; 4, 5, 6, 7) Wasser eingespeist, entnommen oder gespei-chert wird, über die Kantenkomponenten (3; 8, 9, 10, 11) das Wasser zwischen den Knotenkomponenten (2; 4, 5, 6, 7) trans-portiert wird und mehrere der Kantenkomponenten (9, 10, 11) bezüglich ihres Durchflussverhaltens für das Wasser steuerbar sind,

wobei die Vorrichtung (19) dazu ausgebildet ist, die steuer-baren Kantenkomponenten (9, 10, 11) nach Maßgabe eines Steu-erplans (15) zu steuern und

wobei die Vorrichtung (19) eine Verarbeitungseinrichtung (18) umfasst, die dazu eingerichtet ist,

- den Steuerplan (15) in Form einer zeitlichen Abfolge von

Ansteuerungen der steuerbaren Kantenkomponenten (9, 10, 11) auf Basis von Randbedingungen zu erstellen, die für jeden Wasser speichernden Knotenpunkt (7) jeweils einen Mindest- füllstand (hsec) enthalten, der nicht unterschritten werden darf, und

- den Steuerplan (15) anhand einer Zielfunktion zu optimie- ren, in der für jede steuerbare Kantenkomponente (9, 10,

11) die Anzahl ihrer Ansteuerungen mit einem Kostensatz für einen Energieverbrauch und/oder Verschleiß der jeweiligen Kantenkomponente (9, 10, 11) multipliziert und anschließend die Summe über alle steuerbaren Kantenkomponenten (9, 10, 11) gebildet wird,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Verarbeitungseinrichtung (18) ferner dazu eingerich-tet ist, für jeden der Wasser speichernden Knotenpunkte (7) jeweils einen den Mindestfüllstand (hmin) überschreitenden Si-cherheitsfüllstand (hsec) festzulegen und die Zielfunktion für jeden Wasser speichernden Knotenpunkt (7) um jeweils einen weiteren Summanden in Form eines von dem Füllstand abhängigen weiteren Kostensatzes zu ergänzen, der bei einem dem Sicher-heitsfüllstand (hsec) entsprechenden Füllstand minimal und bei einem dem Mindestfüllstand (hmin) entsprechenden Füllstand ma-ximal ist.