Automatisierter Staustufenbetrieb auf Basis lokaler Wasserhaushaltsregelungen

Der sichere Betrieb von Stauanlagen mit Einhaltung zahlreicher, teils konträrer Anforderungen hinsichtlich Stromerzeugung, Schifffahrt, Hochwasserschutz und ökologischer Aspekte stellt für die Betreiber eine komplexe Aufgabe dar, bei der das Wartenpersonal zunehmend durch automatisierte Wasserhaushaltsregelungen unterstützt wird. Mithilfe einer gekoppelten Simulation von Hydrodynamik und Regelungstechnik können die lokalen Wasserhaushaltsregelungen an zahlreiche Fragestellungen und die speziellen Gegebenheiten jeder einzelnen Stauanlage angepasst werden.

1 Einführung

An zahlreichen Flüssen in Deutschland, Europa und weltweit wurden hauptsächlich zur regenerativen Stromerzeugung durch Wasserkraft und zur Schiffbarmachung Staustufen resp. Staustufenketten errichtet. Der sichere Betrieb dieser Stauanlagen und die Steuerung der Kontrollorgane, wie Turbinen und Wehre, ist ein wichtiger Bestandteil der Aufgaben der Betreiber. Dabei ist eine zuverlässige Stromerzeugung unter Einhaltung von ökologischen und morphodynamischen Randbedingungen zugewährleisten, gleichzeitig müssen z. B. Wasserstände an Referenzpegeln im Rahmen gewisser (Konzessions-) Grenzen gehalten werden, während Zuflussänderungen im Abfluss nicht verstärkt werden dürfen. Bei dieser anspruchsvollen Aufgabe wird das Personal zunehmend von automatisierten Wasserhaushaltsregelungen unterstützt. Für die Erstellung von Wasserhaushaltsregelungen in Struktur und Parametern wird von den Autoren seit Jahren an einer Vielzahl von Flusssystemen ein komplexes Simulationstool eingesetzt, welches Wasserbau und Regelungstechnik verbindet. Aus dem weiten Betätigungsfeld der Autoren zeigt Bild 1 modellierte Flussabschnitte zum Betrieb von Staustufen mit Fokus auf Bayern, an denen unterschiedliche Anforderungen bzw. Fragestellungen vorliegen und verschiedene Arten der Wasserhaushaltsregelung verwendet werden. Der dargestellte Untersuchungsraum umfasst eine Fließstrecke von ca. 1 086 km und 82 Staustufen (Tabelle 1). Die Untersuchungen zu den verschiedenen Flussabschnitten werden in dieser Publikation sowie in Dettmann et al. [1] und Dickel et al. [2] vorgestellt.



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasserwirtschaft - Heft 04 (April 2022)
Seiten: 9
Preis inkl. MwSt.: € 10,90
Autor: Dipl.-Ing. Ute Theobald
Dipl.-Ing. Swantje Dettmann
Prof. Dr.-Ing. Stephan Theobald

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