TY - THES

T1 - Modellierung des elektrischen Energiesystems eines Elektrostahlwerkes

AU - Marschnig, Aaron

N1 - gesperrt bis null

PY - 2021

Y1 - 2021

N2 - Durch die nahezu vollständige Recyclingfähigkeit von Stahl steigt der Anteil der Stahlproduktion über die Schrott-Elektrolichtbogenofenroute weltweit tendenziell an. Verglichen mit anderen Prozessrouten stellt sich die Produktionsroute Schrott-Elektrolichtbogenofen deutlich umweltverträglicher dar, da diese neben dem geringeren spezifischen Energieverbrauch auch einen geringeren Emissionsausstoß aufweist. Um weitere Optimierungsmöglichkeiten für diese Prozessroute, speziell im Hinblick auf die Energieeffizienz und das Demand Side Management (DSM), ableiten zu können, benötigt man Lastprofile der Verbraucher für die unterschiedlichen betrieblichen Lastsituation. Das Ziel dieser Arbeit ist es, ein Energiesystemmodell der elektrischen Verbraucher für das Stahlwerk der Breitenfeld Edelstahl AG zu entwickeln. Dieses Modell soll die Möglichkeit zur Analyse und Bewertung von Optimierungspotentialen bieten. Dazu werden für die energie- und leistungsmäßig relevanten Aggregate im Werk die betrieblichen Leistungsdaten erfasst. Diese realen elektrischen Lastszenarien werden analysiert und aus den spezifischen Daten der einzelnen Aggregate synthetische Lastprofile, die eine zeitliche Auflösung für die Wirk-, Blind- und Scheinleistung von einer Minute aufweisen, gebildet. Zur Modellierung der synthetischen Lastprofile werden einheitliche Konzepte ermittelt und angewandt, in denen unterschiedliche stochastische wie auch statistische Methoden angewendet werden. Durch Verknüpfung der einzelnen synthetischen Lastprofile erhält man das Energiesystemmodell der elektrischen Verbraucher, das den Standort des Stahlwerks abbildet. Abschließend erfolgt eine Validierung der synthetisch erzeugten Lastprofile für die jeweiligen Aggregate sowie für das gesamte Energiesystemmodell. Dafür werden die aus der Simulation erzeugten synthetischen Leistungsdaten den realen Leistungsdaten gegenübergestellt und die Ergebnisse hinsichtlich ihrer Genauigkeit analysiert und bewertet.

AB - Durch die nahezu vollständige Recyclingfähigkeit von Stahl steigt der Anteil der Stahlproduktion über die Schrott-Elektrolichtbogenofenroute weltweit tendenziell an. Verglichen mit anderen Prozessrouten stellt sich die Produktionsroute Schrott-Elektrolichtbogenofen deutlich umweltverträglicher dar, da diese neben dem geringeren spezifischen Energieverbrauch auch einen geringeren Emissionsausstoß aufweist. Um weitere Optimierungsmöglichkeiten für diese Prozessroute, speziell im Hinblick auf die Energieeffizienz und das Demand Side Management (DSM), ableiten zu können, benötigt man Lastprofile der Verbraucher für die unterschiedlichen betrieblichen Lastsituation. Das Ziel dieser Arbeit ist es, ein Energiesystemmodell der elektrischen Verbraucher für das Stahlwerk der Breitenfeld Edelstahl AG zu entwickeln. Dieses Modell soll die Möglichkeit zur Analyse und Bewertung von Optimierungspotentialen bieten. Dazu werden für die energie- und leistungsmäßig relevanten Aggregate im Werk die betrieblichen Leistungsdaten erfasst. Diese realen elektrischen Lastszenarien werden analysiert und aus den spezifischen Daten der einzelnen Aggregate synthetische Lastprofile, die eine zeitliche Auflösung für die Wirk-, Blind- und Scheinleistung von einer Minute aufweisen, gebildet. Zur Modellierung der synthetischen Lastprofile werden einheitliche Konzepte ermittelt und angewandt, in denen unterschiedliche stochastische wie auch statistische Methoden angewendet werden. Durch Verknüpfung der einzelnen synthetischen Lastprofile erhält man das Energiesystemmodell der elektrischen Verbraucher, das den Standort des Stahlwerks abbildet. Abschließend erfolgt eine Validierung der synthetisch erzeugten Lastprofile für die jeweiligen Aggregate sowie für das gesamte Energiesystemmodell. Dafür werden die aus der Simulation erzeugten synthetischen Leistungsdaten den realen Leistungsdaten gegenübergestellt und die Ergebnisse hinsichtlich ihrer Genauigkeit analysiert und bewertet.

KW - Oxysteel

KW - energy system model

KW - Synthetic load profiles

KW - Consumption load profiles

KW - Electric steel production

KW - energy efficiency

KW - CO2 reduction

KW - Oxy-fuel combustion

KW - Demand Side Management

KW - Optimization measures

KW - Markov Chain

KW - Oxysteel

KW - Energiesystemmodell

KW - Synthetische Lastprofile

KW - Verbrauchslastprofile

KW - Elektrostahlwerk

KW - Energieeffizienz

KW - CO2-Reduktion

KW - Oxy-Fuel-Verbrennung

KW - Demand Side Management

KW - Optimierungsmaßnahmen

KW - Markov Kette

M3 - Masterarbeit

ER -