scfc_ResOpMod - Optimierter Betrieb von wasserwirtschaftlichen Speichersystemen unter Einsatz von saisonaler Klimaprognose

Im Zuge des Projektes "scfc_ResOpMod" wurde untersucht, wie am besten Informationen über das Wetter- und Klimageschehen speziell zur Optimierung des Betriebs von Speicherkraftwerken (Jahresspeicher) eingesetzt werden können.

Kurzbeschreibung

Talsperren und Wasserspeicher dienen der Energieerzeugung, der Trinkwasserversorgung, der Bewässerung, dem Hochwasserschutz oder der Niederwasseraufhöhung in Trockenperioden. Ein effizienter und optimierter Betrieb der Anlagen ist von großer Bedeutung, um die Ressource Wasser bestmöglich zu nutzen. Im Zuge dieses Forschungsprojektes konnten simulationsbasierte Optimierungsverfahren für die Wasserwirtschaft anwendungsorientiert entwickelt und geprüft werden.

Dazu musste ein Framework entwickelt werden, in dem das numerische Speichermodell mit einem Optimierungsmodul gekoppelt wurde. Für die Optimierung wurden verschiedene Optimierungsalgorithmen in Betracht gezogen. Damit wurde der Einsatz saisonaler Klimavorhersagen sowie die Verwendung von Klimasignalen (z.B. El Niño Southern Oscillation) für die Optimierung des Speicherbetriebs untersucht.

Dabei wurde das entwickelte Speichermodell zunächst mit beobachteten Zuflusszeitreihen getestet, ehe es an ein Niederschlags-Abflussmodell und an ein hydraulisches Modell bzw. an Klimasignale gekoppelt wurde. Mit dem gekoppelten Modell wurden schließlich Simulationen mit beobachteten, aus der langjährigen Klimastatistik entnommenen historischen sowie saisonal prognostizierten Niederschlags- und Zuflussdaten durchgeführt.

Als Ergebnis des Projekts wurde der für den Speicherbetrieb relevante Informationsgehalt von saisonalen Klimaprognosen beurteilt und darauf aufbauend Methoden zur robusten Entscheidungsfindung in der saisonalen Planung entwickelt.

Besonders zu erwähnen ist die intensive Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Universitäten und Pöyry Austria GmbH, wodurch einerseits auf hohem wissenschaftlichem Niveau und andererseits stark anwendungsorientiert gearbeitet werden konnte.

Dem Dissertanten wurde ein zweimonatiger Forschungsaufenthalt an der Singapore University of Technology and Design (SUTD) im Rahmen des Projektes ermöglicht. Dadurch konnte er sein Wissen, sowie seine sprachlichen Fähigkeiten vertiefen.

Die Zusammenarbeit mit den ForscherInnen der SUTD geht über den Forschungsaufenthalt hinaus wodurch weiterhin Kontakt zur wissenschaftlichen Community für den Bereich der wasserwirtschaftlichen Planung besteht.

Im Zuge der Dissertation und des Förderprojektes konnte eine Publikation in dem international anerkannten Journal "Water Resources Research" veröffentlicht werden (Preprint). 

Die Dissertation befindet sich in der finalen Phase der Erstellung. Der Dissertant ist mittlerweile ein erfahrener Mitarbeiter in Pöyry's Hydro-Consulting Team, wobei er sich neben wasserwirtschaftlichen Studien auch mit operationellen Systemen zum optimalen Betrieb von Wasserkraftwerken und Mehrzweckspeichern beschäftigt.

Projektbeteiligte

Das Projekt "scfc_ResOpMod" wurde in der Pöyry Austria GmbH durchgeführt.

Kontaktadresse

Pöyry Austria GmbH
Web: https://www.poyry.at/