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Hochschule Niederrhein entwickelt künstliche Intelligenz für Kraftwerke

05.02.2020 – Bestehende Kraftwerke mittels Künstlicher Intelligenz (KI) effizienter zu machen, ist das Ziel eines Verbundprojekts, in dem Forscher des Instituts für Modellbildung und Hochleistungsrechnen (IMH) der Hochschule Niederrhein mit der Bergischen Universität Wuppertal und Siemens Gas and Power GmbH & Co. KG zusammenarbeiten. Das Projekt mit dem Namen „Multivariate Machine-Learning-Algorithmen zur optimalen Auslegung und echtzeitfähigen Lebensdauerprognose von Kraftwerkskomponenten“ wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 1,2 Millionen Euro unterstützt.

Konkret geht es darum, einen optimalen Betrieb einzelner Anlagen durch neue, echtzeitfähige KI-Algorithmen zu gewährleisten und damit auch erneuerbare Energieträger besser in die Netzinfrastruktur zu integrieren. An der Hochschule Niederrhein sollen dazu neue mathematische Methoden entwickelt werden. „Wir glauben, dass die neuen Machine-Learning-Ansätze ad-hoc-Optimierungen ermöglichen und das Potential haben kurzfristig die Energieeffizienz bestehender Anlagen zu steigern und Emissionen zu verringern“, sagt Professor Dirk Roos, Projektleiter an der Hochschule Niederrhein.

Bei diesem Vorgehen erhalten physische Produkte einen digitalen Zwilling. Dieser wird durch ein Cyber-Physisches-System (CPS) modelliert und mithilfe von Machine-Learning-Algorithmen optimiert. Der Zwilling lernt aus Beispielen und kann diese verallgemeinern. Er kann in Komponenten, Maschinen und Anlagen integriert werden und trägt dazu bei, dass sich diese durch Selbstoptimierung an sich ändernde Betriebsbedingungen anpassen können. Digital Twins können Optimierungen in kürzester Zeit durchspielen und Lösungen entwickeln.

Ein Anwendungsbeispiel sind Gas- und Dampf- (GuD)-Kraftwerke sowie Kleinanlagen wie Blockheizkraftwerke, die heute durch den steigenden Anteil erneuerbarer Energien am Strommix flexibler betrieben werden müssen. Machine-Learning-Algorithmen können dazu beitragen, die Kraftwerke schneller und effizienter als bisher auf die wechselnden Betriebsbedingungen einzustellen. Die Forschungsergebnisse sollen unmittelbar durch den Projektpartner Siemens Gas and Power GmbH & Co. KG an Komponenten von Gas- und Dampf-Kraftwerken erprobt werden.

Neben Siemens Gas and Power GmbH & Co. KG ist die Bergische Innovationsplattform für Künstliche Intelligenz Kooperationspartner. Dort sollen an der Bergischen Universität Wuppertal kooperative Promotionen im Rahmen des Projekts durchgeführt werden. (pq)

www.hs-niederrhein.de