Effiziente Planung und Betrieb von Rohrleitungsnetzen

In der Planung zur Auslegung neuer Netzbereiche oder der Zielnetzplanung und Netzoptimierung bestehender Fernleitungs- und Versorgungsnetze für Gas ist eine stationäre Netzberechnung zur Betrachtung der Betriebszustände des Netzes nötig.

• Dokumentation der Netztopologie, der Netzelemente und Netzkopplungspunkte in grafischer und schematischer Ansicht
• Beurteilung der stationären Druck- und Volumenverteilung sowie der Strömungsgeschwindigkeit in beliebig vermaschten Netzen mit verschiedenen Druckebenen
• Bestimmung von Netzinhalt, Netzpuffernutzung und Verlusten
• Beurteilung des Abnahmeverhaltens in Abhängigkeit von Druck, Temperatur und Gleichzeitigkeit
• Beurteilung des Mischungsverhältnisses und der Laufzeiten bei Versorgung aus verschiedenen Quellen
• Beurteilung des Transportkapazitäten
• Prüfung von Anschlussanfragen an Netzkopplungspunkten

Das Modul zur stationären Berechnung (GS) für Gasnetze der PSS®SINCAL Plattform ist das Basismodul und ermöglicht die Modellierung eines Gasnetzes, die stationäre Berechnung und die passenden Möglichkeiten zur Auswertung der Ergebnisse.

• Umfassende Modellierung von Zweig- und Knotenelementen sowie Verwendung von Kennlinien für das Verhalten
• Berechnung der stationären Druck-, Volumen- und Flussverteilung in beliebig vermaschten Netzen
• Verbrauchermodellierung in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur
• Automatische Umverteilung der Versorgung je nach gewählten Grenzwerten der Erzeuger und Berechnung der Versorgungsanteile aus verschiedenen Quellen an Netzknoten sowie der Laufzeit
• Druckverlaufsdiagramme für benutzerdefinierte Strecken unter Berücksichtigung der geodätischen Höhe

Zur Untersuchung der Auswirkungen von Änderungen des Betriebszustandes in Abhängigkeit von Temperaturen, Verbrauchsmustern und Schieberständen des Gasnetzes über einen historischen oder prognostizierten Zeitraum hinweg sind viele einzelne stationäre Berechnungen nötig.

Darüber hinaus ist eine Validierung eines Planungsmodells mit Messwerten sowie die Ermittlung von Energie- und Volumenmengen über kurz-, mittel- oder langfristige Zeiträume erforderlich.

• Untersuchung der tages- und jahreszeitabhängigen Druckverhältnisse im Netz anhand der historischen Fahrweise mit Messdaten aus Lastgangsmessungen
• Verfeinerung und Validierung des Netzmodells (Kalibrierung)
• Untersuchung von Zuwachs- und Abnahmeraten von Einspeisung und Abnahme in mittel- und langfristigen Prognosezeiträumen
• Untersuchung der Änderung der Rohrrauhigkeit und Minderung des Durchmessers
• Ermittlung von Durchschnitts- und Extremwerten
• Ermittlung von transportierten Mengen über einen gewählten Zeitraum

Basierend auf einem Netzmodell für stationäre Berechnungen ermöglicht PSS®SINCAL die quasi-dynamische bzw. Zeitreihenberechnung (GL) über einen Zeitraum oder zu bestimmten Arbeitspunkten.

• Berechnung benutzerdefinierter Arbeitspunkte und Betriebszustände
• Zeitreihenberechnung auf Basis stationärer Berechnungen mit frei wählbarem Zeitschritt
• Berechnung basierend auf benutzerdefinierten Zuwachsraten
• Berechnung mit im Betrieb ermittelten Zählerdaten und Messwerten

Für eine Erhöhung der Zuverlässigkeit von Gasversorgung und -transport sowie der Betriebssicherheit ist die Untersuchung der Auswirkungen von Störungen, Ausfällen und geplanter Wartungsmaßnahmen an einzelnen Elementen oder ganzer Elementgruppen erforderlich.

• Beurteilung der Strömungsverhältnisse bei Ausfall (oder Wartung) von einzelnen Netzelementen und Erzeugern oder Elementgruppen sowie dem Folgeausfall weiterer Elemente bedingt durch die Störung
• Betrachtung aller möglichen Ausfallkombinationen oder gezielte Untersuchung des Ausfalls von Elementgruppen
• Analyse der Betriebssicherheit und Untersuchung von Schwachstellen im Netz sowie und Ableitung von Gegenmaßnahmen zur Erhöhung der Versorgungssicherheit und Zuverlässigkeit

Basierend auf der performanten Berechnung einzelner stationärer Zustände ist die strukturierte kombinatorische Erzeugung und Berechnung aller Konfigurationen mit dem Modul zur Ausfallanalyse (GCA) möglich.

• Automatische Erzeugung aller möglichen Ausfallkombinationen im Netz und Berücksichtigung benutzerdefinierter Gruppen
• Stationäre Berechnung für jede Kombination unter Berücksichtigung der unbedingt ausgefallenen Elemente sowie bedingter Ausfälle (Folgeausfälle), die während der Berechnung nach definierten Bedingungen erfolgen

Bei der Arbeit mit mehreren Benutzern oder Teams an komplexen Netzmodellen entstehen Anforderungen an die Verwaltung eines gemeinsamen Netzmodells, um die Änderungen der einzelnen Nutzer zu verfolgen und das Netzmodell konsistent zu halten.

• Abbildung von Prozessen des Unternehmens mit verschiedenen Zugriffsrechten auf ein Netzmodell und Kompetenzen zur Bearbeitung und Freigabe
• Konsistentes Netzmodell zur Synchronisation (und ggf. auch Reduktion) von Arbeitsschritten (z.B. zur Unterstützung beim Projektmanagement)
• Zentrale Ablage des Netzmodells auf einem Netzwerkserver als Repository für die einzelnen Nutzer
• Aktualisierung oder Zurücksetzen auf einen vorherigen Zustand des zentralen Netzmodells basierend auf Änderungen der einzelnen Nutzer im Sinne einer Versionsverwaltung
• Dokumentation der Änderungen und der Historie

Mit dem Modul zur Nutzung einer Mehrbenutzer Master-Datenbank (PM)

in PSS®SINCAL ist das synchronisierte und über verschiedene Orte und Arbeitsplätze verteilte Arbeiten an einem Netzmodell möglich.

• Anlegen eines zentralen Netzmodells in einer Master-Datenbank auf einem Server (Repository) aus einem bisher lokal bestehenden Netzmodell
• Benutzermanagement zur Verwaltung verschiedenen Benutzerrollen mit entsprechenden Zugriffsrechten
• Verbindung von dezentralen Benutzern (Clients) zur Master-Datenbank, lokales Bearbeiten und anschließende Veröffentlichung der durchgeführten Änderungen
• Zentrale Verwaltung (Versionsverwaltung) der Master-Datenbank durch einen Administrator mit Funktionen zur Synchronisation und zum Konfliktmanagement in einer grafischen Oberfläche

Bei der technischen Planung der Wasserversorgung (Verteilung und Speicherung) im Siedlungswasserbau für neue Netzbereiche und bei Erweiterung oder Rückbau bestehender Netze sowie der Zielnetzplanung wird ein Verbundsystem angestrebt, um hohe Versorgungssicherheit zu gewährleisten.

Zur Deckung des zukünftigen Bedarfs durch Erweiterung, Rückbau oder Optimierung bestehender Netze ist eine performante und flexible Netzmodellierung und -berechnung zur Betrachtung der aktuellen und in Szenarien entworfenen Betriebszustände des Netzes nötig.

• Planung und Trassierung von Fernwasser- und Transportleitungen sowie Ortsnetzen zur Verteilung (verästelte, vermaschte Netze oder Ringnetze)
• Pumpenauslegung und Rohrdimensionierung
• Berechnung des Versorgungsdrucks (Mindestüberdruck am Hausanschluss) an allen Anschlusspunkten
• Berücksichtigung von langfristigen Rauhigkeitsänderungen und Durchmesserminderungen
• Erweiterung bei Bedarfssteigerung sowie Optimierung bei überdimensioniertem Rohrnetz
• Bestimmung des Wasseralters an den Abnahmeknoten
• Bereitstellung des Löschwasserbedarfs an festgelegten Punkten im Netz und Erstellung von Löschwasserplänen
• Dokumentation der Netztopologie in grafischer und schematischer Ansicht

Die stationäre Berechnung für Wassernetze in PSS®SINCAL (WS) ist das Basismodul und ermöglicht die Modellierung eines Netzes, die stationäre hydraulische Berechnung und die passenden Möglichkeiten zur Auswertung der Ergebnisse.

• Umfassende Modellierung von Zweig- und Knotenelementen sowie Kennlinien zu deren Verhalten
• Berechnung der stationären Druckverteilung, des Durchflusses und der Wasserverluste in beliebig vermaschten Netzen über verschiedene Druckzonen hinweg
• Verbrauchermodellierung in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur
• Berechnung des zu Verfügung stehenden Löschwassers (Hydranten) an den Netzknoten
• Druckverlaufsdiagramme für benutzerdefinierte Strecken unter Berücksichtigung der geodätischen Höhe

Zur Untersuchung der Auswirkungen von Änderungen des Betriebszustandes in Abhängigkeit von Verbrauchsmustern und Schieberständen des Wassernetzes über einen historischen oder prognostizierten Zeitraum sind viele einzelne stationäre Berechnungen nötig.

Darüber hinaus ist eine Validierung eines Planungsmodells mit Messwerten sowie die Ermittlung von Flussmengen sowie Verlusten über kurz-, mittel- oder langfristigen Zeiträume erforderlich (z.B. Tagesgang).

• Untersuchung verschiedener definierter Betriebszustände in nur einer Berechnung
• Untersuchung des tages- und jahreszeitabhängigen Verhaltens der Druckverhältnisse im Netz
• Verfeinerung und Validierung des Netzmodells (Kalibrierung)
• Untersuchung von Zuwachs- und Abnahmeraten von Erzeugung und Verbrauch in mittel- und langfristigen Prognosezeiträumen
• Ermittlung von Durchschnitts- und Extremwerten
• Ermittlung von transportierten Mengen und Verlusten über einen gewählten Zeitraum

Basierend auf einem Netzmodell für stationäre Berechnungen ermöglicht PSS®SINCAL die quasi-dynamische bzw. Zeitreihenberechnung (WL) über einen Zeitraum oder zu bestimmten Arbeitspunkten.

• Berechnung benutzerdefinierter Arbeitspunkte und Betriebszustände
• Zeitreihenberechnung auf Basis stationärer Berechnungen mit frei wählbarem Zeitschritt
• Berechnung basierend auf benutzerdefinierten Zuwachsraten
• Berechnung mit im Betrieb ermittelten Zählerdaten und Messwerten
• Ergebnisse für Durchschnitts-, Maximal- und Minimalwerte

Zur Verbindung der Orte, an denen die Wassergewinnung erfolgt, und dem Wasserversorgungsgebiet liegen dazwischen Speicher (Durchlaufbehälter, Erd-Hochbehälter, Wasserturm). Damit können konstante Förderhöhen für die Pumpen und konstante Verhältnisse des Drucks im Netz ermöglicht werden sowie eine zeitliche Entkoppelung der Fördermenge von der Abnahmemenge erfolgen.

• Bemessung bzw. Auslegung und Positionierung von neuen Durchlaufbehältern
• Ermittlung der erforderlichen Füllhöhe vorhandener Speicher (Hochbehälter) je nach Zustand des Netzes und Verbrauchsmuster der Abnehmer 
• Validierung der Auslegung durch simulationsbasierte Überprüfung mit Verbrauchsdaten

Basierend auf der Zeitreihenberechnung in PSS®SINCAL ist die Berechnung der Füllstände der Speicher (WH) und die erweiterte Darstellung der Füllstände in den Diagrammen möglich.

• Berechnung des Füllstandes der Speicher zu jedem berechneten Zeitpunkt
• Grafische Darstellung des Füllstandes in Diagrammen

Für eine Erhöhung der Zuverlässigkeit der Wasserversorgung und ist die Untersuchung der Auswirkungen von Rohrbrüchen, Störungen, Ausfällen oder geplanten Wartungsmaßnahmen an einzelnen Elementen oder ganzer Elementgruppen von Interesse.

• Beurteilung des Durchflusses und Drucks bei Ausfall (oder Wartung) von einzelnen Netzelementen und Erzeugern sowie dem Folgeausfall weiterer Elemente bedingt durch die Störung
• Betrachtung aller möglichen Ausfallkombinationen oder gezielte Untersuchung des Ausfalls von Elementgruppen
• Analyse der Versorgungssicherheit und Untersuchung von Schwachstellen im Netz sowie und Ableitung von Gegenmaßnahmen zur Erhöhung der Versorgungssicherheit und Zuverlässigkeit

Basierend auf der performanten Berechnung einzelner stationärer Zustände ist die strukturierte kombinatorische Erzeugung und Berechnung aller Konfigurationen mit dem Modul zur Ausfallanalyse (WCA) möglich.

• Automatische Erzeugung aller möglichen Ausfallkombinationen im Netz und Berücksichtigung benutzerdefinierter Gruppen
• Stationäre Berechnung für jede Kombination unter Berücksichtigung der unbedingt ausgefallenen Elemente sowie bedingter Ausfälle (Folgeausfälle), die während der Berechnung nach definierten Bedingungen erfolgen

Bei der Arbeit mit mehreren Benutzern oder Teams an komplexen Netzmodellen entstehen Anforderungen an die Verwaltung eines gemeinsamen Netzmodells, um die Änderungen der einzelnen Nutzer zu verfolgen und das Netzmodell konsistent zu halten.

• Abbildung von Prozessen des Unternehmens mit verschiedenen Zugriffsrechten auf ein Netzmodell und Kompetenzen zur Bearbeitung und Freigabe
• Konsistentes Netzmodell zur Synchronisation (und ggf. auch Reduktion) von Arbeitsschritten (z.B. zur Unterstützung beim Projektmanagement)
• Zentrale Ablage des Netzmodells auf einem Netzwerkserver als Repository für die einzelnen Nutzer
• Aktualisierung oder Zurücksetzen auf einen vorherigen Zustand des zentralen Netzmodells basierend auf Änderungen der einzelnen Nutzer im Sinne einer Versionsverwaltung
• Dokumentation der Änderungen und der Historie

Mit dem Modul zur Nutzung einer Mehrbenutzer Master-Datenbank (PM) in PSS®SINCAL ist das synchronisierte und über verschiedene Orte und Arbeitsplätze verteilte Arbeiten an einem Netzmodell möglich.

• Anlegen eines zentralen Netzmodells in einer Master-Datenbank auf einem Server (Repository) aus einem bisher lokal bestehenden Netzmodell
• Benutzermanagement zur Verwaltung verschiedenen Benutzerrollen mit entsprechenden Zugriffsrechten
• Verbindung von dezentralen Benutzern (Clients) zur Master-Datenbank, lokales Bearbeiten und anschließende Veröffentlichung der durchgeführten Änderungen
• Zentrale Verwaltung (Versionsverwaltung) der Master-Datenbank durch einen Administrator mit Funktionen zur Synchronisation und zum Konfliktmanagement in einer grafischen Oberfläche

In der Planung neuer oder der Erweiterung bestehender Wärme- oder Kältenetze ist basierend auf den zu versorgenden Anschlussnehmern und den Einspeisern eine hydraulische und energetische Betrachtung erforderlich.

In der Zielnetzplanung, Erweiterung oder Optimierung bestehender Netze ist dazu eine performante und flexible Netzmodellierung und -berechnung zur Betrachtung der Betriebszustände des Netzes nötig.

• Dokumentation der Netztopologie in grafischer und schematischer Ansicht
• Hydraulische Auslegung von Netz und Pumpen, Trassenplanung und Rohrdimensionierung von Vor- und Rücklauf
• Wahl geeigneter Vor- und Rücklauftemperaturen
• Abschätzung der Wärmeverluste bzw. Erwärmung des Kühlmediums
• Beurteilung des Abnahmeverhaltens in Abhängigkeit von Druck, Temperatur und Gleichzeitigkeit
• Beurteilung des Austausches zwischen verschiedenen Netzbereichen
• Prüfung von Anschluss- oder Einspeiseanfragen 

Die stationäre Berechnung für Wärme- und Kältenetze (FS) in PSS®SINCAL ist das Basismodul und ermöglicht die Modellierung eines Netzes, die stationäre hydraulische Berechnung und die passenden Möglichkeiten zur Auswertung der Ergebnisse.

• Umfassende Modellierung von Zweig- und Knotenelementen sowie Kennlinien zu deren Verhalten
• Getrennte oder kombinierte Modellierung von Vor- und Rücklauf mit benutzerdefinierten Querschnitten
• Berechnung der stationären Druck-, Volumen- und Temperaturverteilung und der Verluste in sternförmigen oder beliebig vermaschten Netzen
• Verbraucher-/Abnahmemodellierung in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur
• Automatische Umverteilung der Versorgung je nach gewählten Grenzwerten der Erzeuger und Berechnung der Versorgungsanteile aus verschiedenen Quellen an Netzknoten sowie der Laufzeit
• Druckverlaufsdiagramme für benutzerdefinierte Strecken unter Berücksichtigung der geodätischen Höhe

Für eine Erhöhung der Zuverlässigkeit der Wärme- oder Kälteversorgung und Betriebssicherheit des Netzes ist die Untersuchung der Auswirkungen von Störungen, Ausfällen und geplanter Wartungsmaßnahmen an einzelnen Elementen oder ganzer Elementgruppen von Interesse.

• Beurteilung der Strömungsverhältnisse bei Ausfall (oder Wartung) von einzelnen Netzelementen und Erzeugern sowie dem Folgeausfall weiterer Elemente bedingt durch die Störung
• Betrachtung aller möglichen Ausfallkombinationen oder gezielte Untersuchung des Ausfalls von Elementgruppen
• Analyse der Betriebssicherheit und Untersuchung von Schwachstellen im Netz sowie und Ableitung von Gegenmaßnahmen zur Erhöhung der Versorgungssicherheit und Zuverlässigkeit
• Ermittlung von geeigneten Netzknoten für Noteinspeisungen

Basierend auf der performanten Berechnung einzelner stationärer Zustände ist die strukturierte kombinatorische Erzeugung und Berechnung aller Konfigurationen mit dem Modul zur Ausfallanalyse (FCA) möglich.

• Automatische Erzeugung aller möglichen Ausfallkombinationen im Netz und Berücksichtigung benutzerdefinierter Gruppen
• Stationäre Berechnung für jede Kombination unter Berücksichtigung der unbedingt ausgefallenen Elemente sowie bedingter Ausfälle (Folgeausfälle), die während der Berechnung nach definierten Bedingungen erfolgen

Zur Untersuchung der Auswirkungen von Änderungen des Betriebszustandes in Abhängigkeit von Temperaturen, Verbrauchsmustern und Schieberständen des Wärme- oder Kältenetzes über einen historischen oder prognostizierten Zeitraum sind viele einzelne stationäre Berechnungen nötig.

Darüber hinaus ist eine Validierung eines Planungsmodells mit Messwerten aber auch die Ermittlung von Energie- und Volumenmengen sowie Verlusten über kurz-, mittel- oder langfristigen Zeiträume erforderlich.

• Untersuchung der tages- und jahreszeitabhängigen Druckverhältnisse im Netz anhand der historischen Fahrweise mit Messdaten
• Verfeinerung und Validierung des Netzmodells (Kalibrierung)
• Untersuchung von Zuwachs- und Abnahmeraten von Erzeugung und Verbrauch in mittel- und langfristigen Prognosezeiträumen
• Ermittlung von Durchschnitts- und Extremwerten
• Ermittlung von transportierten Mengen und Verlusten über einen gewählten Zeitraum

Basierend auf einem Netzmodell für stationäre Berechnungen ermöglicht PSS®SINCAL die quasi-dynamische bzw. Zeitreihenberechnung (FL) über einen Zeitraum oder zu bestimmten Arbeitspunkten.

• Berechnung benutzerdefinierter Arbeitspunkte und Betriebszustände
• Zeitreihenberechnung auf Basis stationärer Berechnungen mit frei wählbarem Zeitschritt 
• Berechnung basierend auf benutzerdefinierten Zuwachsraten
• Berechnung mit im Betrieb ermittelten Zählerdaten und Messwerten

Bei der Arbeit mit mehreren Benutzern oder Teams an komplexen Netzmodellen entstehen Anforderungen an die Verwaltung eines gemeinsamen Netzmodells, um die Änderungen der einzelnen Nutzer zu verfolgen und das Netzmodell konsistent zu halten.

• Abbildung von Prozessen des Unternehmens mit verschiedenen Zugriffsrechten auf ein Netzmodell und Kompetenzen zur Bearbeitung und Freigabe
• Konsistentes Netzmodell zur Synchronisation (und ggf. auch Reduktion) von Arbeitsschritten (z.B. zur Unterstützung beim Projektmanagement)
• Zentrale Ablage des Netzmodells auf einem Netzwerkserver als Repository für die einzelnen Nutzer
• Aktualisierung oder Zurücksetzen auf einen vorherigen Zustand des zentralen Netzmodells basierend auf Änderungen der einzelnen Nutzer im Sinne einer Versionsverwaltung
• Dokumentation der Änderungen und der Historie

Mit dem Modul zur Nutzung einer Mehrbenutzer Master-Datenbank (PM) in PSS®SINCAL ist das synchronisierte und über verschiedene Orte und Arbeitsplätze verteilte Arbeiten an einem Netzmodell möglich.

• Anlegen eines zentralen Netzmodells in einer Master-Datenbank auf einem Server (Repository) aus einem bisher lokal bestehenden Netzmodell
• Benutzermanagement zur Verwaltung verschiedenen Benutzerrollen mit entsprechenden Zugriffsrechten
• Verbindung von dezentralen Benutzern (Clients) zur Master-Datenbank, lokales Bearbeiten und anschließende Veröffentlichung der durchgeführten Änderungen
• Zentrale Verwaltung (Versionsverwaltung) der Master-Datenbank durch einen Administrator mit Funktionen zur Synchronisation und zum Konfliktmanagement in einer grafischen Oberfläche