Optimierung des Entwurfs komplexer Energieumwandlungsanlagen
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Projekt unterstützt durch die
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
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Inhalt
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| Prof. Dr.-Ing. G. Tsatsaronis | |
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Technische Universität Berlin Institut für Energietechnik Marchstr. 18 10587 Berlin |
Tel.: (030) 314 24776 Fax: (030) 314 21683 e-mail: tsatsaronis@iet.tu-berlin.de |
| Dr. rer. nat. Ivo Nowak | |
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Humboldt-Universität zu Berlin Institut für Mathematik Unter den Linden 6 10099 Berlin |
e-mail: ivo@mathematik.hu-berlin.de |
| Prof. Dr. sc. nat. Werner Römisch | |
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Humboldt-Universität zu Berlin Institut für Mathematik Unter den Linden 6 10099 Berlin |
Tel.: (030) 2093 2561 Fax: (030) 2093 2232 e-mail: romisch@mathematik.hu-berlin.de |
| Dr.-Ing. Frank Cziesla | |
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Technische Universität Berlin Institut für Energietechnik Marchstr. 18 10587 Berlin |
Tel.: (030) 314 21737 Fax: (030) 314 21683 e-mail: f.cziesla@iet.tu-berlin.de |
| Hernán Alperin | |
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Humboldt-Universität zu Berlin Institut für Mathematik, Numerische Mathematik |
e-mail: alpe@mathematik.hu-berlin.de |
| Turang Ahadi-Oskui | |
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Technische Universität Berlin Institut für Energietechnik Marchstr. 18 10587 Berlin |
Tel.: (030) 314 23281 Fax: (030) 314 21683 e-mail: oskui@iet.tu-berlin.de |
| Stefan Vigerske | |
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Humboldt-Universität zu Berlin Institut für Mathematik Unter den Linden 6 10099 Berlin |
Tel.: (030) 2093 5498 Fax: (030) 2093 2232 |
| Lea Boche | |
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Technische Universität Berlin Institut für Energietechnik Marchstr. 18 10587 Berlin |
Tel.: (030) 314 24357 Fax: (030) 314 21683 e-mail: boche@buran.fb10.tu-berlin.de |
| Sina Block | |
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Technische Universität Berlin Institut für Energietechnik Marchstr. 18 10587 Berlin |
Tel.: (030) 314 24357 Fax: (030) 314 21683 e-mail: sina@olymp.b10.tu-berlin.de |
In diesem Projekt sollen Grundlagen und Werkzeuge zur Optimierung des Entwurfs komplexer Energieumwandlungsanlagen entwickelt werden. Hiebei werden thermoökonomische Bewertungsmethoden zur Analyse einer Anlage und zur Entwicklung einer Überstruktur verwendet, die eine Auswahl von verschiedenen Verschaltungen der Anlagenkomponenten beschreibt. Zur Bestimmung einer `optimalen' Verschaltung der Komponenten bei gleichzeitiger Optimierung der Entscheidungsvariablen werden verschiedene Optimierungsmethoden eingesetzt, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf der Entwicklung und Anwendung von Lösungsmethoden für nichtlineare gemischt-ganzzahlige Optimierungsprobleme (MINLP) liegt. Insbesondere werden nichtlineare und lineare Relaxierungen von MINLP entwickelt, die durch eine Schnittebenen- bzw. Branch-and-Cut-Verfahren verbessert werden. Relaxierungen werden zur Gewinnung von lokalen Lösungen und unteren Schranken des Optimalwertes verwendet. Dieser Ansatz erlaubt die Anwendung von Dekompositionsmethoden, die sich zur Lösung großer strukturierter Optimierungsprobleme eignen. Anhand eines praxisrelevanten Beispiels einer Papierfabrik sollen die entwickelten Methoden angewandt und diskutiert werden. Unter anderem soll der Einfluß von unsicheren Kostendaten untersucht werden. Abschließ end werden die angewandten Optimierungsmethoden, gemischt-ganzzahlige nichtlineare Programmierung, thermoökonomische Methode und evolutionäre Algorithmen, miteinander verglichen und mögliche Synergien erörtert. Die in diesem Projekt entwickelte Software bietet auch eine Vielzahl anderer Anwendungsmöglichkeiten in verschiedene Bereichen, wie z.B. in der Energietechnik, Kraftwerkstechnik und Verfahrenstechnik.
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