Das Projekt "Teilvorhaben: Robustheit und hardwarenahe Funktionsauswertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ruhr-Universität Bochum, Institut product and service engineering, Lehrstuhl für Regelungstechnik und Systemtheorie durchgeführt. Das Ziel des Projektes besteht darin, eine innovative Echtzeitbetriebsführungsfunktion (EBF) auf Basis von modellprädiktiver Regelung (MPC) für Windenergieanlagen (WEA) zu entwickeln. Die EBF bietet die Flexibilität der Betriebsführung, die u.a. erforderlich sein wird, um die Betreibbarkeit von WEA angesichts einer im Zuge der Energiewende sich verringernden Eigenstabilität der Netze zu sichern. Ziel des Teilprojektes der RUB ist es, modellprädiktive Regler für den praktischen Einsatz in WEA robust zu machen, indem ihre Echtzeitfähigkeit verbessert wird. Modellprädiktive Regler basieren auf sehr schnell ausgeführten Systemsimulationen. Der Rechenzeitbedarf dieser Systemsimulationen kann in extremen Fällen so stark anwachsen, dass kurzzeitig kein optimales Steuersignal gefunden werden kann und der geregelte Prozess vorübergehend instabil wird. Weil die Arbeiten des Partners RUB dazu dienen, solche Situationen zu vermeiden, sind sie ein zentraler Beitrag zur Praxistauglichkeit prädiktiver Regelungen für WEA. Dazu werden zum einen Fallback-Regelgesetze eingesetzt, auf die zurückgegriffen werden kann, wenn die Echtzeitanforderungen tatsächlich verletzt werden. Zum anderen wird eine Maßnahmenkombination für WEA maßgeschneidert, mit denen die Rechenzeit grundsätzlich reduziert werden kann. Eine zentrale Maßnahme basiert auf dem Einsatz von Spezialhardware zur schnellen Auswertung WEA-spezifischer Kennfelder.
Das Projekt "Teilvorhaben: Analyse und Validierung der Anforderungen, Schnittstellen und Systemintegration" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Senvion GmbH i.L. durchgeführt. Der grundlegenden Steuer- und Reglerarchitektur einer Windenergieanlage (WEA) liegt eine Trennung zwischen stationär-orientierter Betriebsführung und dynamisch-orientierter Basisregelung zugrunde. Das historisch gewachsene komplexe Geflecht aus verschachtelten Regelkreisen ist wartungsaufwendig und behindert die im Zuge der Energiewende dringend benötigten Erweiterungen um weitere Sensoren, Aktuatoren und Regelziele. eco4Wind verfolgt deshalb eine fundamentale komplexitätsreduzierende Überarbeitung dieser Steuerungsarchitektur, um die Bestandsinfrastruktur durch eine intelligentere Informationsverarbeitung zwischen Sensorik und Aktorik besser, d.h. wirtschaftlicher als aktuell zu nutzen. Kern der Entwicklung ist eine innovative Echtzeitbetriebsführungsfunktion (EBF) auf Basis von modellprädiktiver Regelung (MPC), die als neuartiges Bindeglied zwischen konventioneller Betriebsführung und Basisregelung eine zentrale Rolle einnimmt. Senvion als Hersteller von Windenergieanlangen wirkt in diesem Projekt entlang der gesamten Entwicklungskette von der Spezifikation der Anforderungen über die Bewertung der technischen und ökonomischen Eignung bis hin zur Validierung im Feldversuch.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Integration echtzeitfähiger Optimalsteuerungsalgorithmen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK), Lehrstuhl für Mikrooptik durchgeführt. Der grundlegenden Steuer- und Reglerarchitektur einer Windenergieanlage (WEA) liegt eine Trennung zwischen stationär-orientierter Betriebsführung und dynamisch-orientierter Basisregelung zugrunde. Das historisch gewachsene komplexe Geflecht aus verschachtelten Regelkreisen ist wartungsaufwendig und behindert die im Zuge der Energiewende dringend benötigten Erweiterungen um weitere Sensoren, Aktuatoren und Regelziele. eco4wind verfolgt deshalb eine fundamentale komplexitätsreduzierende Überarbeitung dieser Steuerungsarchitektur, um die Bestandsinfrastruktur durch eine intelligentere Informationsverarbeitung zwischen Sensorik und Aktorik besser, d.h. wirtschaftlicher als aktuell, zu nutzen. Kern der Entwicklung ist eine innovative Echtzeitbetriebsführungsfunktion (EBF) auf Basis von modellprädiktiver Regelung (MPC), die als neuartiges Bindeglied zwischen konventioneller Betriebsführung und Basisregelung eine zentrale Rolle einnimmt. Die Universität Freiburg (ALU) leistet einen maßgeblichen Projektbeitrag zur echtzeitfähigen Realisierung des optimierungsbasierten MPC-Konzepts der EBF auf WEA-Steuerungshardware. Insbesondere entwickelt die ALU maßgeschneiderte, echtzeitfähige Algorithmen zur numerischen Lösung der herausgearbeiteten EBF-Optimalsteuerungsprobleme und konzipiert im Rahmen der Engineering-Toolkette die automatische Umsetzung dieser Algorithmen in hocheffizientem Code für die ressourcenbeschränkte WT Hardware.
Das Projekt "Teilvorhaben: Echtzeitbetriebsführungsfunktion und ganzheitliche Engineering Suite" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr durchgeführt. Der grundlegenden Steuer- und Reglerarchitektur einer Windenergieanlage (WEA) liegt eine Trennung zwischen stationär-orientierter Betriebsführung und dynamisch-orientierter Basisregelung zugrunde. Das historisch gewachsene komplexe Geflecht aus verschachtelten Regelkreisen ist wartungsaufwendig und behindert die im Zuge der Energiewende dringend benötigten Erweiterungen um weitere Sensoren, Aktuatoren und Regelziele. eco4Wind verfolgt deshalb eine fundamentale komplexitätsreduzierende Überarbeitung dieser Steuerungsarchitektur, um die Bestandsinfrastruktur durch eine intelligentere Informationsverarbeitung zwischen Sensorik und Aktorik besser, d.h. wirtschaftlicher als aktuell zu nutzen. Kern der Entwicklung ist eine innovative Echtzeitbetriebsführungsfunktion (EBF) auf Basis von modellprädiktiver Regelung (MPC), die als neuartiges Bindeglied zwischen konventioneller Betriebsführung und Basisregelung eine zentrale Rolle einnimmt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Optimierungsbasierte Schätzarchitektur und abgesicherte Betriebsbedingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Magdeburg, Institut für Automatisierungstechnik, Lehrstuhl für Systemtheorie und Regelungstechnik durchgeführt. Der sichere und optimale Betrieb von Windkraftanlagen mittels der Echtzeitbetriebsführung erfordert Kenntnis über die aktuellen Systemzustände und Parameter der Windkraftanlage, die zu jedem Zeitpunkt garantierte Bereitstellung zulässiger Stellgrößen, sowie die immer vorhandene Möglichkeit, die Anlage in einen sicheren Betriebsmodus zu überführen. Ziel des Teilprojekts ist die windkraftanlagen-spezifische Erforschung und Entwicklung von Methoden für die genannten Herausforderungen. Im Zentrum stehen auf Windkraftanlagen angepasste echtzeitfähige Moving-Horizon-Schätzverfahren, die es erlauben, Beschränkungen zur Einbindung von Zusatzinformationen zu berücksichtigen, robuste prädiktive Regelungsansätze, die einen stoßfreien Übergang zwischen verschiedenen Betriebsmoden erlauben, sowie Rückfalllösungen des prädikativen Regelungsproblems, die einen zuverlässigen Betrieb garantieren. Die zu entwickelnden Ansätze garantieren den robusten, zuverlässigen und optimalen Betrieb der Windkraftanlage.
Das Projekt "Produktionstechnik: Reduzierter Energieverbrauch in der Geflügelmast" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Berner Fachhochschule, Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften durchgeführt. Wie bringt man moderne Regelungstechnik in einen Geflügelmaststall? Und kann damit Energie gespart werden und gleichzeitig das Tierwohl erhöht werden? Dieses Projekt liefert die Antworten. Bis heute fehlen umfassende Konzepte zur Minimierung des Energiebedarfs im Mastgeflügelstall. In diesem Projekt sollen Energieeinsparungen durch prädiktive Regelung erreicht werden. Diese wird auf verschiedene gebäudetechnische Ausstattungen angewandt und dabei aufgezeigt, mit welcher Ausstattung am meisten Nutzen erzielt werden kann. Ziel ist durch die Verbesserung der Energieeffizienz im Mastgeflügelstall, die Nachhaltigkeit des Geflügelfleisches zu verbessern. Projektziel: In diesem Projekt wird evaluiert, welches die zielführendsten Technologien sind, um den Energiebedarf während der Geflügelmast zu reduzieren, so dass die Geflügelmast ressourcenschonender und emissionsärmer durchgeführt werden kann.
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