一种用于优化供应网络、尤其是水网络系统的工作方式的装置，该装置包括用于控制水网络系统的元件的管理系统(1)和带有用于生成水网络系统的仿真模型(5)的仿真环境(4)的仿真单元(10)，目的是给出一种装置和一种方法，利用它们可无问题地、高效地和低成本地且可靠地优化水网络系统的技术上的工作方式，其特征在于带有优化环境(7)的优化单元，所述优化环境(7)接收从仿真环境(4)输出的数据以及附加数据并且根据输出数据和附加数据确定用于控制供应网络元件的优化的运行计划。一种用于优化供应网络或网络系统、尤其是水网络系统的工作方式的方法，在所述方法中使用前述装置，其中从仿真环境(4)输出的数据以及附加数据由优化环境(7)接收并且根据输出数据和附加数据确定用于控制相应供应网络或网络系统的元件的优化的运行计划，该方法同样解决所提及的目的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。本专利技术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。
技术介绍
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B. Utanicki1 P. L. M. Bounds, J. P. Rance 的 “Using a GAMS modelling environmentto 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。
技术实现思路
因此，本专利技术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。按照本专利技术，前述目的通过具有权利要求I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(X)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。按照本专利技术首先认识到，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。此外认识到，在改进相应供应网络、尤其是水网络的性能时网络仿真和优化扮演了关键角色。使用该方法确保了更好地观察相应网络、尤其是水网络的当前状态。这与如下相关联产生附加的信息，其中包括已经可获得的基于传感器的测量值。借助于涉及供应网络、尤其是水网络的节点(例如分支点、分配点和取出点)的平面的液压仿真模型能够在相应网络的特定管道或节点上计算特定的参数。在此，仅可在网络的特定点上进行测量。此外，该仿真允许预测，该预测基于起预测作用的建模。此外认识到，已知网络建模系统不提供优化功能且因而需要进一步研发。按照本专利技术，该进一步研发避免实现(Implenmentierung)两种不同网络建模系统,即一种带有优化功能的和一种无优化功能的网络建模系统。第二网络建模系统不需要仿真并且因此能够是简化的。在这方面，可通过如下方式来减少费用并且尤其是节省成本，即通过优化环境补充或改进已知或现存的装置。优化环境根据所传输数据和信息确定相应网络、尤其是相应水网络中的执行器或元件的使用计划和理论值。在优化环境中在考虑了大量数据和信息以及边界条件情况下在目标函数和现有边界条件基础上优化使用计划和理论值。利用这种优化环境，供应网络和尤其是水网络或者水供应网络的运行或技术上的工作方式在经济方面和能量方面能够被改进。下面解决开头所提及的目的。有利地，从仿真环境中输出的数据描述了相应网络、尤其是水网络的空间结构以及相应网络、尤其是水网络的功能性元件。借此相应水网络能够被可靠地描绘。有利地可设置附加数据包括和/或确定运转或运行方式的优化的目标函数以及工作方式的优化的物理和运行边界条件。借此，供应网络和尤其是水网络的运转方式的优化能够取决于物理边界条件、运行边界条件，如能量和/或水和/或燃气价格和/或可用性，或取决于另外的数据和信息得到实施。运转或运行方式的优化能够通过附加数据的最新输入而得到更新。在有利的改进方案中，该装置具有至少一个数据存储器、尤其是也用于探测历史数据。该管理系统能够依据时间从相应数据存储器中读出所测量或确定或探测的值和/或将其写入数据存储器中。在此，可考虑从数据存储器中读出附加数据。有利地可设置该装置具有构造成预测单元的另外的处理单元，用于预测尤其是水或燃气或油的消耗。借此能够探测和/或仿真消耗器行为。在另一设计方案中，该装置有利地具有用户界面，在该用户界面上运转计划或使用计划可被可视化。因此，用户能够随时访问针对相应网络、尤其是水网络的可控元件的运转计划或使用计划、预先规定和/或理论值。 有利地，供应网络、尤其是水网络的尤其可控元件包括泵和/或驱动器和/或调节阀和/或计数和测量机构和/或容器。借此，能够按照运转计划或使用计划和理论值控制网络系统的位于现场的所有必要元件。有利地，在此所描述的用于优化网络或供应网络、尤其是水网络的运转或运行方式的装置允许以这样的方式和方法运行相应的网络系统，即在其中根据耗费和/或需求来填充容器或蓄水池，也就是说尤其是当供使用的供应最大时，也就是说来自网络的消耗或取用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.27 DE 102010005955.21.一种用于优化供应网络或网络系统、尤其是水网络系统或供水网络的工作方式的装置，所述装置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(I)以及多个处理单元，其中设置有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⑷的仿真单元(10)以及带有优化环境(7)的优化单元，所述优化环境(7)接收从仿真环境(4)中输出的数据以及附加数据和/或至少一个仿真模型，将所述至少一个仿真模型转换成优化模型并且根据输出数据和附加数据和/或测量以及现场数据确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。2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述输出数据描述了相应供应网络或网络系统、尤其是相应水网络系统或供水网络的空间结构和/或特有特征和/或模型参数以及供应网络或网络系统、尤其是相应水网络系统或供水网络的元件。3.根据权利要求I或2所述的装置，其特征在于，所述附加数据确定和/或包括工作方式的优化的目标函数以及工作方式的优化的物理和运行边界条件。4.根据前述权利要求之一项所述的装置，其特征在于，借助于优化单元对所述运转计划或使用计划进行的优化除了周期性重新计算尤其泵、阀、蓄水池和容器的相应运转计划外还考虑和利用可改变的状态信息和/或测量数据并且确定和规定与情况匹配的新的运转和/或使用计划。5.根据前述权利要求之一项所述的装置，其特征在于，借助于优化单元从仿真模型中可产生和/或简化出包含附加数据的简化的优化模型，其中借助于优化单元在优化环境中将空间结构和/或网络模型转换和简化成所谓的优化模型并且对其补充附加数据。6.根据前述权利要求之一项所述的装置，其特征在于，所述优化模型的产生取决于模型的复杂性和/或大小可手动地或自动地或自动化地实施或实行。7.根据前述权利要求之一项所述的装置，其特征在于，借助于优化单元通过以下方式明确地实行和/或实现所述优化，即通过为网络中、尤其是水网络中的所有可控元件确定、尤其是计算随着时间可改变的理论值序列，如尤其是运转或使用计划。8.根据前述权利要求之一项所述的装置，其特征在于，所述仿真环境的扩展...
【专利技术属性】
技术研发人员：F布兰克，M高德，WA施密特，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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