Verbundprojekt MoDiCon: Online-Monitoring und digitale Steuerung in Trinkwasserversorgungssystemen, Teilprojekt 2 (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)

Unter Mitwirkung des israelischen Partners Technion Haifa, der TU Hamburg-Harburg, Institut für Wasserressourcen und Wasserversorgung sowie der assoziierten Partner Hamburg Wasser (Wasserversorger, Endanwender) und bbe moldaenke GmbH (KMU-Industriepartner, Hersteller lichtbasierter Online-Messtechnik) besteht das Vorhaben der TU Ilmenau, Fachgebiet Prozessoptimierung in Folgendem: In das Verbundvorhaben der Schaffung eines Online-Systems zur automatischen Überwachung und Reaktion von Wasserversorgungssystemen (WVSs) auf Veränderungen der Wasserqualität nach messtechnischer Erfassung von biologischen Verunreinigungen und Kontaminationen eingebettet, liegt der Schwerpunkt der TU Ilmenau in der Anwendung optimierungsbasierter Ansätze zur Entscheidungsfindung. Ausgehend von Modellen für WVS, die sowohl die Hydraulik als auch Wasserqualitätsparameter abbilden, werden Modellerweiterungen hinsichtlich des Steuerungsaspekts, der in Betriebsstrategien für Ventile und Pumpen besteht, vorgenommen. Für die Untersuchungen wird ein virtuelles WVS gemeinsam mit dem israelischen Partner aufgestellt und mit dem Wasserversorger abgestimmt. Das Modell wird zur Ermittlung optimaler Offline-Steuerstrategien herangezogen. Dazu muss ein dynamisches gemischt-ganzzahliges Optimierungsproblem formuliert und mit effizienten Algorithmen gelöst werden. Die Auswertung dieser Ergebnisse führt zu online-fähigen Antwortstrategien u.a. durch Anwendung von Heuristiken. Durch Messunsicherheiten und Modellungenauigkeiten macht sich eine Korrektur der Online-Strategie erforderlich, die ein zu entwerfender Regler leistet. Umfangreiche Simulationsszenarios werden im Rahmen der Untersuchungen durchgeführt. Außerdem wird ein vorhandener Labor-Teststand um- und ein Sensor eingebaut. An diesem Teststand wird die Antwortstrategie implementiert, um Rückschlüsse auf ein reales WVS zu ziehen.