Почти каждую зиму новости о сокращении поставок газа из Сибири в Европу попадают в заголовки газет. Независимо от политических причин дефицита, эксплуатация трубопроводов в суровые зимы является очень сложной задачей. Потому что, если газ в трубах охлаждается слишком резко, он частично сжижается и больше не может течь так быстро. Для постоянного поддержания температуры газов в определенном диапазоне необходима сложная система компрессоров, предварительных нагревателей, охладителей и других элементов. Операторы систем постоянно отслеживают состояние своих трубопроводов и заранее планируют реакцию на возможные изменения температуры и давления.

Это новое программное обеспечение для моделирования, называемое MYNTS (Multiphysical Network Simulation Framework), помогает в эксплуатации и планировании таких сложных сетей и было совместно разработано Институтом алгоритмов и научных вычислений Фраунгофера SCAI и командой под руководством профессора математики доктора Карен Тишендорф из Кельнского университета. Программа моделирует транспортные сети как системы дифференциально-алгебраических уравнений. Таким образом, с помощью численного моделирования сети могут быть гибко проанализированы и лучше спланированы. В частности, моделирование немедленно демонстрирует последствия изменений различных факторов. Используя MYNTS, например, можно рассчитать, как колебания температуры изменяют измерения расхода или как отказ подсетей влияет на другие компоненты сетки.

Гибкое планирование газовых, энергетических и водопроводных сетей

"Независимо от того, имеем ли мы дело с системами транспортировки газа, электроэнергии, воды или электрическими цепями, их моделирование всегда сводится к одному и тому же числовому ядру", - объясняет руководитель отдела доктор Таня Клис. Тем не менее, поскольку каждая область применения также имеет свои уникальные особенности, для различных утилит доступны специализированные версии программного обеспечения. Например, с помощью MYNTS для моделирования газотранспортных систем пользователь может настраивать и управлять своими собственными подсетями или добавлять компрессорные станции и камеры смешивания. Для ускорения вычислений при моделировании программное обеспечение работает на компьютерах с несколькими процессорами.

Это программное обеспечение также представляет интерес для интеллектуальных сетей, строительству которых в течение следующих нескольких лет способствует правительство Германии. Поскольку интеллектуальное создание сетей и управление производителями электроэнергии, хранилищами, потребителями электроэнергии и сетевыми ресурсами в сетях снабжения считаются одними из самых серьезных экономических и экологических технологических проблем.

Например: если бы массовыми потребителями можно было управлять более эффективно, а энергоснабжение регулировать в соответствии со спросом в разное время, тогда можно было бы ограничить пики потребления и выровнять потребление электроэнергии с поставками. К таким массовым потребителям относятся компании, занимающиеся водоснабжением. Одно исследование показывает, что в промышленно развитых странах примерно три процента от общего объема потребляемой электроэнергии используется компаниями водоснабжения - в частности, для насосов.

Клис и ее команда уже смогли доказать успешное использование MYNTS в нескольких исследовательских проектах; теперь начинаются первые коммерческие проекты. В настоящее время ведутся переговоры о лицензировании программного обеспечения с компаниями в различных отраслях.