Schattenblick →INFOPOOL →UMWELT → WASSER

MELDUNG/033: BAW publiziert Forschungsergebnisse zur automatisierten Abfluß- und Stauzielregelung (idw)


Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) - 24.01.2013

BAW publiziert neue Forschungsergebnisse zur automatisierten Abfluss- und Stauzielregelung



Die Ergebnisse des FuE-Vorhabens "Optimierungsverfahren für die Parametrisierung von Reglern der automatisierten Abfluss- und Stauzielregelung" sind in Heft 96 der wissenschaftlichen Publikationsreihe "BAWMitteilungen" umfassend dargestellt.
http://bit.ly/10LCgCX

Im letzten Jahrhundert wurden in Deutschland zahlreiche große Flüsse für Zwecke der Schifffahrt und der Wasserkraftgewinnung ausgebaut. An Rhein, Donau, Weser, Mosel, Saar, Neckar, Main, Havel und Spree wurden hierzu Staustufen errichtet. Über Kraftwerke und Wehre werden Wasserstände geregelt und Abflüsse gesteuert. Schleusen gewährleisten den Auf- bzw. Abstieg von Schiffen und Fischaufstiegsanlagen sorgen für die ökologische Durchgängigkeit.
Flüsse wie Hochrhein, Iller oder Lech werden vorrangig zur Energieerzeugung genutzt. Aus diesem Grund sind hier die Energieversorgungsunternehmen (EVU) für die Staustufen und die Einhaltung der Stauziele verantwortlich. An Bundeswasserstraßen mit Laufwasserkraftwerken, z. B. an Saar, Mosel, Neckar und Main, teilen sich hingegen die EVU und die Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) die Stauverantwortung. Die Bauwerksverantwortung für Schleusen und Wehre obliegt dabei der WSV.
Während damals der Neubau von Staustufen im Vordergrund stand, liegt der Schwerpunkt heute auf der Erhaltung und Modernisierung bestehender Staustufen. In diesem Zusammenhang werden die vormals praktizierte Handregelung der Wasserstände und die analoge Wasserstandsregelung inzwischen von einer überaus leistungsfähigen, Computer gesteuerten Leittechnik ersetzt, die vielfältige Informationen, z. B. Zuflussinformationen aus Nebengewässern und städtischen Kanalisationen, verarbeiten kann. Die digitale Technik unterliegt dabei einem schnellen technologischen Wandel und muss in vergleichsweise kurzen Zyklen - zum Teil alle zehn Jahre - erneuert werden. Die erste Bundeswasserstraße, an der die Wasserstände mit moderner Technik automatisiert geregelt werden, ist die Mosel zwischen den Staustufen Palzem und Lehmen. An den Vorbereitungen und der Umsetzung dieser Maßnahmen ist die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) seit dem Jahr 1998 beteiligt.
Generell ist eine automatisierte Abfluss- und Stauzielregelung (ASR) auf Grund des nichtlinearen Fließverhaltens der Gewässer (Regelstrecke), der dynamischen Eigenschaften der Kontrollbauwerke (Stellorgane) sowie der Mehrfachnutzung der Gewässer eine anspruchsvolle Regelungsaufgabe. Eine ASR muss deshalb in der Lage sein, unterschiedliche Zielsetzungen zu erfüllen. So etwa die Einhaltung des Stauziels innerhalb einer vorgegebenen Toleranz, die Hochwasserabfuhr, die Verringerung von Abflussschwankungen und eine möglichst vollständige Nutzung des Wasserkraftpotenzials für die Stromproduktion. Abhängig von der jeweiligen Regelstrecke sind zahlreiche weitere, zum Teil miteinander konkurrierende Anforderungen von einer ASR zu bewältigen. Dazu zählen die Stauzielabsenkung bei Hochwasser, die Minimierung der Stellbefehle an den Regelorganen, die Unterbindung eines Gegenregelns bei Schleusungen, die Bereitstellung entsprechender Dotierwassermengen für die Gewährleistung der ökologischen Durchgängigkeit oder die Berücksichtigung nicht erfasster Zuflüsse und Entnahmen, die besonders bei Niedrigwasser eine ASR erheblich stören können. Die Automatisierung der ASR sorgt in diesen komplexen Situationen für eine Standardisierung der Bewirtschaftung der Wasserstraße und hilft die Regelung transparent und nachvollziehbar zu gestalten.
Aufgabe der BAW ist es dabei, die ASR zu konzipieren, die Algorithmen der Computersteuerung anhand der Besonderheiten der jeweiligen Strecke zu parametrisieren, die Funktionsweise nachzuweisen und die Inbetriebnahme und den Betrieb der Regelung zu betreuen. Unterschiedliche Ansätze zur Regelungen oder geänderte Parameter in der Leittechnik werden vorab in ihren Wirkungen auf Stauhaltung und Kontrollbauwerke analysiert. Ebenso lassen sich Betriebssonderfälle in den Computermodellen der BAW gefahrlos testen, ohne die Sicherheit und Leichtigkeit des Schiffsverkehrs zu beeinträchtigen. Die Ergebnisse des gerade abgeschlossenen Forschungs- und Entwicklungsvorhabens "Optimierungsverfahren für die Parametrisierung von Reglern der automatisierten Abfluss- und Stauzielregelung" sind in Heft 96 der wissenschaftlichen Publikationsreihe "BAWMitteilungen" umfassend dargestellt.

Weitere Informationen finden Sie unter
www.baw.de

Die gesamte Pressemitteilung erhalten Sie unter:
http://idw-online.de/de/news516417
Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung stehen unter:
http://idw-online.de/de/institution1666

*

Quelle:
Informationsdienst Wissenschaft e. V. - idw - Pressemitteilung
Bundesanstalt für Wasserbau (BAW), Sabine Johnson, 24.01.2013
WWW: http://idw-online.de
E-Mail: service@idw-online.de


veröffentlicht im Schattenblick zum 26. Januar 2013