Prädikative dynamische Lastkontrolle für ein Elektrostahlwerk

URN urn:nbn:de:gbv:705-opus-20711
URL
Dokumentart: Dissertation
Institut: Institut für Automatisierungstechnik
Fakultät: Fakultät Maschinenbau
Hauptberichter: Krüger, Klaus (Univ.-Prof. Dr.-Ing.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 06.07.2009
Erstellungsjahr: 2009
Publikationsdatum:
SWD-Schlagwörter: Elektrostahlwerk , Lichtbogenofen
Freie Schlagwörter (Deutsch): Lastkontrolle
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften

Kurzfassung auf Deutsch:

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer adaptiven Lastkontrolle für Elektrostahlwerke. Derartige Großverbraucher zahlen nicht nur für die bezogene elektrische Energie, sondern auch für die grundsätzlich bereitgestellte Leistung. Das vereinbarte Leistungskontingent wird über viertelstündliche Leistungsmittelwerte überwacht. Vorgabe des Betreibers ist es, einerseits das Leistungskontingent so weit wie möglich auszuschöpfen, andererseits ein Überschreiten in jedem Fall zu vermeiden. Letzteres wird automatisiert durch sogenannte Lastkontrollanlagen realisiert, welche gegebenenfalls gegen Ende des Viertelstundenintervalls Last abwerfen.--- Bisherige Lastkontrollanlagen berücksichtigen hierbei nicht die besonderen Charakteristiken und die ungewöhnliche Aufteilung der elektrischen Lasten im Elektrostahlwerk. Daher ergibt sich beim Betrieb einer solchen herkömmlichen Anlage ein Optimierungspotential, das es durch eine bessere Einbindung der prozesstechnischen Vorgänge in die Lastkontrollstrategie zu erschließen gilt.--- Die zentrale Idee der Arbeit zur Lösung dieser Aufgabe besteht in der Prognose des für Elektrolichtbogenofen, Pfannenofen und Grundlast des Stahlwerkes zu erwartenden Energiebedarfs in den stromtariflich relevanten Viertelstundenintervallen. Hierzu werden entsprechende mathematische Modelle entwickelt. Für den Elektrolichtbogenofen wird darüber hinaus eine Modellierung des zu erwartenden Energiebedarfs für die aktuelle Schmelze und darauf aufbauend eine Prognose der verbleibenden Stromflusszeit durchgeführt. Bei der Formulierung des neuartigen Lastkontrollalgorithmus auf Basis der Prognoseberechnungen werden neben den grundsätzlichen lastkontrolltechnischen Zielen auch prozessspezifische Besonderheiten des Elektrostahlwerks berücksichtigt und entsprechende Eingriffsmöglichkeiten identifiziert.--- Die Eignung der prädiktiven dynamischen Lastkontrollstrategie zur effizienteren elektrischen Energieversorgung von Elektrostahlwerken wird aktiv im Stahlwerk der Arcelor Mittal Hamburg GmbH nachgewiesen.

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