Das Netz verstehen – flächendeckendes Monitoring

Bild 1. Echtzeitmonitoring des Fernwärmenetzes mit Grid Insight: Heat

Bild 1. Echtzeitmonitoring des Fernwärmenetzes mit Grid Insight: Heat (Quelle: Stadtwerke Iserlohn)

Bevor mit einer Optimierung der Betriebsweise des Fernwärmenetzes begonnen werden kann, ist ein Verständnis für das Verhalten des Netzes erforderlich. Grundvoraussetzung ist ein flächendeckendes Monitoring des Netzes in Echtzeit (Bild 1). In der Praxis kann mit einem Ausbau in einem definierten Bereich begonnen und die Messtechnik sukzessive integriert werden. Ein erster Baustein stellt die Überwachung der Vor- und Rücklauftemperaturen dar, um eine bessere Transparenz hinsichtlich des Netzes zu erhalten. Auch hier kann mit den Großverbrauchern gestartet und dies schrittweise auf kleinere Kunden ausgedehnt werden. Die zusätzlichen Informationen dienen dazu, Missachtungen vereinbarter Rücklauftemperaturen zu erkennen sowie die Vorlauftemperatur durch eine Drosselung der Erzeugung zu senken. Die Einhaltung der notwendigen Vorlauftemperatur zur Legionellenprävention wird durch das Monitoring automatisch nachgewiesen.

Diese zusätzlichen Informationen helfen darüber hinaus, ein besseres Verständnis über die Speicherfähigkeit und Trägheit des Fernwärmenetzes zu erhalten und sind ein späterer Baustein bei der Integration der Erzeugungsanlagen im Zuge der Sektorenkopplung. Mit einer Verbrauchsüberwachung lassen sich außerdem Anomalien erkennen, die z. B. Rückschlüsse auf mögliche Leckagen zulassen. Da eine Aufbereitung des Wassers zur Vermeidung von Beschädigungen der Fernwärmeleitungen teuer und aufwendig ist, hilft auch hier das Monitoring, Kosten zu senken. Allein durch diese zusätzlichen Erkenntnisse lassen sich Brennstoff- und Hilfsenergiekosten senken und erste Lastspitzen vermeiden.

Die Daten für den Einsatz der Lösung werden erhoben über die Netzleitstelle, IoT-Daten und weitere bestehende IT-Systeme, z. B. das Geoinformationssystem (GIS), die über standardisierte Schnittstellen problemlos eingebunden werden können. Eine ganzheitliche Optimierung des Fernwärmenetzes durch ein reines Monitoring ist so aber noch nicht sichergestellt.

Empirische Erfahrungen in Bedarfsprognosen überführen

Da sich ein Monitoring lediglich mit dem Ist-Zustand des Fernwärmenetzes beschäftigt, aber nicht mit der Analyse vergangener Betriebsweisen oder zukünftiger Betriebszustände, ist im zweiten Schritt eine Prognose des Wärmebedarfs für die nächsten Tage erforderlich (Bild 2). Besonders durch witterungsbedingte Effekte kann der Wärmebedarf innerhalb von Minuten stark schwanken und sich teilweise direkt oder verzögert stark auf die anschließende Kraftwerkseinsatzplanung auswirken.

Das Ziel der Wärmemengenprognose ist die Vorbereitung des Kraftwerkseinsatzes auf eine bedarfsgerechte Erzeugung, um spätere Ungleichgewichte im Fernwärmenetz, z. B. durch zu hohe Vorlauftemperaturen, zu vermeiden. Eine ganzheitliche Kostenreduktion über alle Assets der Fernwärmewirtschaft steht dabei im Vordergrund und kann im Rahmen der Optimierung berücksichtigt werden.

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