Auf der Grundlage einer Analyse des konventionellen Regelungskonzepts für Verdichterstationen und die angeschlossenen Rohrleitungen von Erdgasleitungen wird eine Problemlösung in Form eines Fuzzy-Konzepts vorgestellt. Beide Konzepte werden mittels einer Simulation miteinander verglichen. Zu den Problemen der Stationsregelung gehören die Überschwingungen. Bei einer Erhöhung des Volumenstroms auf den Sollwert durch die Erhöhung der Drehzahl des Verdichters setzt die korrigierende gegenläufige Regelung des Enddrucks zu spät ein. Eine eingeregelte Rücknahme des Volumenstroms erfolgt erst nach einem unzulässigen Überschrieten des Enddrucks. Die Ausregelzeiten sind zu lang. Von einem Fuzzy-Regler wird nicht nur eine Vermeidung des Überschwingens, sondern auch eine Verkürzung der Ausregelzeiten erwartet. Dies wird durch durch eine Gradientenbegrenzung der Stellgröße mittels eines nachgeschalteten Integrierers erreicht. Gegenmaßnahmen werden schon bei Annäherung an einen Grenzwert und nicht erst bei dessen Überschreiten ergriffen. Mit dem Fuzzy-Regeler kann die Regelung nicht nur lokal, sondern auch global optimiert werden. In der Einfachheit der Bedienung entspricht der Fuzzy-Regeler dem herkömmlichen PI-Regler. In der durchgeführten Simulation werden der Verdichter als stationär betrachtet und die Fernleitung durch ein Langrohrmodell isothermer Rohrströmung beschrieben. Die Eingangsgrößen der Simulation sind der Saugdruck, der Enddruck und die Saugtemperatur; die Ausgangsgrößen sind der Betriebsvolumenstrom und die Endtemperatur. Der Simulationsvergleich zeigt für die Ausregelung eines Volumenstromsprungs und für den Ablösevorgang vom Volumenstrom- auf Druckregelung sehr viel kürzere Zeiten. Bei der konventionellen Regelung wird der Sollwert des Volumenstroms nicht erreicht, der zulässige Enddruck aber dennoch überschritten.
Fuzzy-Konzept für die Stationsregelung von Verdichteranlagen
Fuzzy concept for switching station control of compressor plants
1998
8 Seiten, 5 Bilder, 5 Quellen
Conference paper
German
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