Symposium “hydrosoftware van de toekomst”Delft, 17/11/2011

D-Real Time Control

Bernhard Becker

Delft, 17/11/2011

Rotterdam

Delft

Rotterdam

Dordrecht

Spijkenisse

Spijkenisse

Gouda

svkh

svkw

SVKHY

Dintel

Volk_85Volk_49

Dintel1

node015

node032

node027node020

node019

node018

Grevn Nd

Moerdijk

Maasmond

NIME-BIBO1

Groothoofd

Maartensgat

Haringvliet

Haringvliet-20

Krammer-walmoten

Volkerak-sluizen

haringvlietsluizen

Boundary Condition

Connection Node

Compound Structure

General Structure

Weir

Grid Sobek-Rur

Stad

Oude Maas

Amer

Nieuwe Maas

Haringvliet

Volkerak

Spui

Dordtsche Kil

Hollandsch Diep

Nieuwe Waterweg

Inleiding

Real Time Control:

Het modelleren van de sturing van kunstwerken in een model.- modelleren van een bepaalde sturing

- ontwikkelen van een sturingsconcept

- analyse interactie mens-watersysteem

Haringvlietsluizen(wikipedia.nl)

schematisatie Noordelijk Deltabekken

Delft, 17/11/2011

Historie Real Time Control (RTC)

SOBEK-RE

- Controllers and triggers (geintegreerd in Flow-rekenhart)

SOBEK-RUR (2.12)

- Controllers and triggers (geintegreerd in Flow-rekenhart)

- RTC module (Geert Prinsen)

- Matlab-interface

- DLL linking

- extra functionaliteit (reservoir nodes)

RTC-Tools (Deltares ZWS-OWB)

- gekoppeld met SOBEK via OpenMI

- FEWS pi-adapter

- OpenDA interface

- Matlab-interface

SOBEK-RUR

SOBEK-RE

OpenMI met RTC-Tools en Sobek

Delft, 17/11/2011

D-Real Time Control (D-RTC)

nieuwe plug-in (module): D-RTC

- gebruikt het concept van RTC-Tools

- heeft gelijkwaardige functionaliteit aan

SOBEK Controllers and Triggers

SOBEK(-RUR)-RTC module

RTC-Tools

- graphical user interface (GUI): D-RTC

- importer voor SOBEK-RE- en SOBEK-RUR-modellen

één pakket voor RTC

Delft, 17/11/2011

Haringvlietsluizen in D-RTC

- Flow chart met conditions en rules

- kaart met relatie kunstwerk-meetlocatie

schematisatie Noordelijk Deltabekken

if h > 0open gate

(tabel)

close gate

Haringvlietsluisgate #3

gate height

hHaringvlietsluis

Q at Lobith1 day before

true

false

Delft, 17/11/2011

structureparamete

r

Concept D-RTC

In D-RTC is de sturing een separaat model.

De modelschematisatie bestaat uit conditions en (operating) rules.

Input en output-locaties zijn objecten uit de D-Flow 1D-schematisatie.

Centraal staat de flow chart (beslisboom), het “D-RTC-netwerk”

condition condition

rule

ruletrue true

false

false

- een gedefineerd beginpunt - condition met uitgang true en false- een (1) actief pad (vervangt AND, OR)

Delft, 17/11/2011

Voordelen D-RTC-concept

Beter overzicht, minder (modelleer)fouten

- relaties van conditions en rules zichtbaar in Flow chart

- relatie van kunstwerk en input-locatie zichtbaar op de kaart

- overkoepelende sturing voor het hele modelgebied

Meer functionaliteit

- inverse rule (vervangt kortsluitingen via laterale stations)

- control groups

- project explorer

Onbeperkt aantal conditions en rules

- belangrijk indien meerdere toestanden worden gemodelleerd

(hoogwater, laagwater, gemiddelde situatie)

Meerdere sturingsstrategieën voor één D-Flow-schematisatie

- evaluatie van verschillende strategieën

- environmental flow, spoedadvies, …

Delft, 17/11/2011

SOBEK-RUR

SOBEK-RUR: sturing is gerelateerd aan een kunstwerk

kunstwerkcontrollertrigger

triggertrigger

trigger

controllercontroller

controller

- maximaal 4 controllers en 4 triggers- combinatie van triggers met AND, OR- een trigger is actief of niet actief hoogwater ja/nee: twee triggers

Delft, 17/11/2011

Voorbeeld: Haringvlietsluizen

verbeterde schematisatie van de sturing:true/false in plaats van actief/niet actief vereenvoudigd gebruik beter overzicht minder foutgevoelig

schematisatie na import van RE-model

D-RTC faciliteert het overgaan naar het nieuwe concept.

h > 0h < 0

h > 0: true/false

Delft, 17/11/2011

Gebruik van control groups

- groeperen van meerdere kunstwerken met dezelfde sturing

- 17 Haringvlietsluizen

- groeperen op type kunstwerk

- stuw

- pomp

- groeperen op type rule

- lookup table

- hydraulic rule

- PID-control rule

- groeperen op type meetparameter

- debiet, waterstand (hydraulica)

- zuurstof, zoutconcentratie (waterkwaliteit)

- groeperen op gebied

- vrij afwaterend

- peilbeheerst

Delft, 17/11/2011

Vooruitzichten: uitvoer (1)

uitvoer:

- Input data en output data

samenhangend bekijken

- Reageert het kunstwerk correct op de hydraulische situatie?

input data:- hoogwater ja of nee

condition status- drie operationele modi

1d-channel flow output(streef)peil bovenstrooms van het stuw

waterstand en kruinhoogte

sturing Oberrhein (Basel – Maxau, Duitsland)

Wehr Kehl-StraßburgRTC-Tools gekoppeld met SOBEK via

OpenMI

Delft, 17/11/2011

structureparamete

r

Vooruitzichten: uitvoer (2)

Flow chart en time slider

summerwater level

= 6 ( !> 6.5)

rule result:gate height = 2

ruletrue true

false

false

- waardes van conditions en rules- actieve pad

Delft, 17/11/2011

Vooruitzichten: uitvoer (3)

Time Slider

Flow chart

Delft, 17/11/2011

Vooruitzichten: predictive control (1)

Waterschap Noorderzijlvest: voorafgaand spuien voor lagere piekwaterstanden

feedback controlpredictive control

Jan Gooijer, FEWS user days

Delft, 17/11/2011

Vooruitzichten: predictive control (2)

Malen gedurende de nachturen

reduceert pompkosten met 7–35 %

feedback controlpredictive control

Jan Gooijer, FEWS user days

Delft, 17/11/2011

Samenvatting en conclusies

- Met D-RTC wordt sturing als een separaat model beschouwd.

- Centraal staat een flow chart (niet het kunstwerk).

- vereenvoudigd gebruik

- minder foutgevoelig

- beter overzicht

- Importer voor Sobek-RE en Sobek-RUR.

- Sturing van watersystemen wordt steeds complexer

nieuw concept

nieuw user interface

nieuwe ontwikkelingen