SFB/TRR 154/3: Simulation und Steuerung gekoppelter Netzwerk-Differential-algebraischer Gleichungen (TP C02)

Das Projekt zielt darauf ab, stabile Simulationen für gekoppelte Netzwerk-DAEs zu entwickeln, die es
ermöglichen, praktikable und optimale dynamische Steuerungen für gekoppelte Netzwerke zu finden. Im Fokus stehen Netze für den Gastransport. Interessante Kopplungen ergeben sich z. B. von der steigenden Nachfrage, zukünftig Wasserstoff zu produzieren und zu transportieren.

Hier adressieren wir die Kopplung von Wasserstoff- und Erdgastransportnetzen. Bis 2040 sollen neue Pipelines für den Transport von Wasserstoff mit einer Länge von ca. 12.000 km sollen in Europa installiert und mit dem bestehenden Netz für Erdgas kombiniert werden. Ein wichtiger Kostenfaktor ist die Installation neuer Kompressoren, die aufgrund des niedrigen Molekulargewichts von Wasserstoff benötigt werden.

Zunächst entwickeln wir einen Simulationsansatz, der es erlaubt zu testen, ob für ein solches ausgedehntes Rohrleitungsnetz eine durchführbare dynamische Steuerung für gegebene Buchungskapazitäten existiert. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Behandlung von Ventilen und Reglern, die durch stückweise differenzierbare Funktionen beschrieben werden. Zudem wollen wir eine optimale dynamische Steuerung für gekoppelte Gasnetze über einen zuvor entwickelten Lösungsansatz bereitstellen, der zuerst räumlich diskretisiert, dann optimiert und
schließlich zeitlich diskretisiert.