[发明专利]用于优化供应网络的工作方式的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于优化供应网络(Versorgungsnetz)、尤其是水网络(Wassernetz)的工作方式的装置(Anordnung)，该装置包括：用于控制相应供应网络、尤其是水网络的元件的管理系统(Leitsystem)，和带有用于生成相应网络的仿真模型的仿真环境(Simulationsumgebung)的处理单元。本发明还涉及一种用于优化供应网络、尤其是水网络的工作方式的方法，在该方法中使用前述装置。

背景技术

对于重点为供气、供水和供暖的公用事业公司，对于如下的要求不断增加：改进它们的性能(Arbeitsleistung)以及由此也改进它们的工作方式的效率或有效性。这些增加的要求的原因是增长的能量成本、持续改善供应质量的必要性以及变得日益重要的二氧化碳排放考虑以及用于减少二氧化碳排放的相应措施的实施。

如今，网络仿真系统应用在能量供应企业中被广泛推广并且是水网络运行标准。关于水网络运行，液压仿真模型尤其提供对压力、流量、流动速度、容器液位、水质参数和关于水网络的管道(Leitung)或各节点(Knoten)的基础设施的质量的计算。

液压仿真同样也用于特定情况的计划用途。它们尤其用于仿真短期行为，如用户干预，然而也用于分析长期战略决定，如网络扩展。通过以连续的间隔提供来自现场测量的特别地测量值并且进行模型参数匹配对这些仿真模型进行校准。借此，实际网络的特征性行为应该被描述出来。此外，在仿真模型中必须定期结合水网络的拓扑结构和网络配置的更改。校准目的在于使理论模型匹配实际的网络。

此外，从现有技术已知用于优化水网络工作方式的方法，在这些方法中计算出用于泵、阀和准备工作的成本优化的运行计划(Ablaufplan)。这种方法例如从                                               的“Using a GAMS modelling environment to solve network scheduling problems”中已知，测量+控制，第32卷，1999年5月，第110-115页。在目标函数、相应网络的空间结构、数学方程组、物理和运行边界条件和实时测量的基础上完成确定。

泵、阀、蓄水池、存储器的优化和使用计划的功能通常不是通过网络仿真系统进行支持，因为它们的应用重点和设置及配置该优化功能的所需知识与研发仿真模型所需要的知识有非常大的偏差。因此，在许多情况下要求有附加技术、专门算法或算法解算机或解算器，以便求解优化问题或优化任务。

就此而言现在如果要求优化和相应使用计划生成或使用计划更新，通常没有途径避开装配或安装新的系统，其除了仿真可能性外还能够实施优化运算或计算。

在此缺点是，已经完成的投资不能得到保护并且要求额外程度的努力和资源(Betriebsmittel)，以便设立新的扩展的建模系统。此外，必须收集处理新的网络建模系统的新的经验值，由此一般引起效率损失。

发明内容

因此，本发明基于的目的是给出一种装置和一种方法，利用它们可无问题地、以相对较低的花费高效地且可靠地优化尤其水网络的技术上的工作方式。

按照本发明，前述目的通过具有权利要求1的特征的装置得到解决。

前述用于优化供应网络或网络系统(Netzwerk)、尤其是水网络系统或供水网络的工作方式的装置相应包括用于控制供应网络或网络系统、尤其是水网络系统或供水网络的元件的管理系统以及多个处理单元，其中设置至少一个带有用于生成水网络系统或供水网络的仿真模型(5)的仿真环境(4)的仿真单元以及带有优化环境(7)的优化单元，该优化环境(7)接收从仿真环境(4)中输出的数据以及附加数据并且根据输出数据和附加数据规定用于控制相应网络或网络系统、尤其是相应水网络系统或供水网络的元件的优化的运行计划。

据此，该装置的特征在于多个处理单元，它们提供仿真环境以及优化环境，所述优化环境接收从仿真环境中输出的数据和/或信息以及附加数据并且根据输出数据和/或信息和附加数据决定或确定并尤其计算用于控制相应网络的、尤其是在水网络中的元件的优化的使用计划。

按照本发明首先认识到，呈现在对供应网络和尤其是水网络进行优化以用于对运行进行支持的方向上的趋势。