Modellierung und Simulation eines biogasbasierten Systems zur Kraft-Wärme-Kopplung

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird die Modellentwicklung eines mit Biogas betriebenen Blockheizkraftwerkes in der Programmierumgebung Matlab/Simulink beschrieben. Das Modell besteht aus einem auf Wirkungsgradkennlinien basierendem Motormodell, einem Wärmenetz mit zuschaltbarem Pufferspeicher und einem Stromnetz mit zuschaltbarem Batteriespeicher. Für die Regelung wird eine wärme- und stromgeführte Betriebsart mit einer modulierenden und taktenden Leistungsanpassung implementiert. Mittels elektrischen und thermischen Lastprofilen wird das Verhalten der einzelnen Betriebsarten untersucht. Anhand energetischer Kennzahlen und betriebsgebundenen Kosten und Erlösen werden die einzelnen Varianten miteinander verglichen.

This paper describes the model development of a biogas-fueled combined heat and power plant in the Matlab/Simulink programming environment. The model consists of an engine model based on efficiency curves, a heat network with additional buffer storage and an electricity network with additional battery storage. For the control system, a heat- and current-led operating mode, with modulating and switching power control, is implemented. By means of electrical and thermal load profiles, the behavior of the individual operating modes is analyzed. The individual variants are compared with each other based on energy-related key figures and operation-related costs and revenues.