not logged in | [Login]
Dette CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL hjælper brugeren med at identificere integrationspotentialer for overskydende varme i fjernvarmenet. Potentialerne er baseret på CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL. Denne CM identificerer områder med gunstige betingelser for fjernvarmenet. CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL viser, hvor meget varme der kunne dækkes af industriel overskydende varme i disse områder. Dette betyder dog ikke, at der allerede findes et fjernvarmenet i denne region.
Følgende data og metoder kombineres til den forrige opgave.
Data:
Opvarmningskrav til nærliggende områder med gunstige betingelser for fjernvarmenet, der opløses hver time (fra CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL).
Data om overskydende varmemængder af industrivirksomheder i området, der også løses hver time (fra datasættets industrielle database).
Forudsætninger om omkostninger til varmevekslere, pumper og rørledninger samt varmetab for fjernvarmeledninger.
Metode (forenklet):
Formålet med metoden er at repræsentere den størst mulige overskydende varmestrømning med ikke for mange og dermed for lange rørledninger til de mulige fjernvarmebrugere ved at generere netværk med maksimale strømme. Især ineffektive transportledninger (med lave varmestrømme og dermed høje specifikke varmetransportomkostninger) tages dog ikke med i det endelige net. Tærsklen for den økonomiske effektivitet af individuelle transportlinjer kan specificeres af brugeren (jf. Transmissionslinjetærsklen).
Den grundlæggende baggrund for fremgangsmåden er som følger: hvis der kun er et par kilder til overskydende varme, kan der altid tages en enkelt rørledning pr. Kilde til at transportere varmen til et nærliggende område med gunstige betingelser for fjernvarme. Hvis der imidlertid er flere overskydende varmekilder, der skal strømme ind i det samme område, ville det være fornuftigt at opsamle varmen og transportere den til området i en større fælles rørledning. Fremgangsmåden med et rør pr. Kilde har en tendens til at overvurdere indsatsen for rørledningerne.
For at modvirke ovenstående blev problemet med rørledningsplanlægning tilnærmet ved at antage et netværksstrømproblem. En heuristik bruges til at løse problemet, hvor overskydende varme kan bundles og transporteres til de mulige brugere. Den konkrete metodiske udformning af løsningen med tilgang til minimumspanetræet er beskrevet i den tilsvarende metodiske del. Rørledningsdesignet, der er bestemt i den foregående sammenhæng, repræsenterer derfor ikke en detaljeret planlægning eller reel rutevejledning, men bruges kun til tilnærmelse af omkostninger til distribution af overskydende varmemængder i de nærliggende områder med gunstige betingelser for fjernvarmenet (se se CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL, sammenhængende områder med nøgleord). Denne tilnærmelse af omkostninger henviser således til hele netværket.
Resultaterne skal derefter først fortolkes som følger: hvis de registrerede overskydende varmemængder skulle transporteres sammen til de angivne nærliggende områder, kunne omkostningerne til varmefordeling ligge i størrelsesordenen som angivet af værktøjet (jf. Niveauerede omkostninger af varmeforsyning). Som regel er værdierne for hele netværket også en god startindikator for individuelle rørledninger. Formålet med resultaterne er derfor at give en projektudvikler eller planlægger en størrelsesorden for mulige distributionsomkostninger.
Fjernvarmeområder (for nu direkte leveret af fjernvarmepotentialet CM)
Industriel database (som standard leveret af værktøjskassen)
Indlæs profiler til industrien
Indlæs profiler til boligopvarmning og varmt vand til husholdningen
Min. varmebehov i hektar
Se DH Potential CM .
Min. varmebehov i et DH-område
Se DH Potential CM .
Søgradius i km
Den maksimale længde på en transmissionslinie fra punkt til punkt.
Levetid på udstyr i år
Niveauerede varmeomkostninger refererer til denne tidsperiode.
Rabat i%
Rentesats for kredit, der kræves for at opbygge netværket.
Omkostningsfaktor
Faktor til tilpasning af netværksomkostninger, hvis standardværdierne ikke repræsenterer omkostningerne nøjagtigt. De nødvendige investeringer til netværket ganges med denne faktor. Standardomkostninger findes her .
Driftsomkostninger i%
Driftsomkostninger ved netværk pr. År. I procent af de nødvendige investeringer til netværket.
Tærskelværdi for transmissionslinjer i ct / kWh
De maksimale niveauerede varmepriser på hver enkelt transmissionslinie. Denne parameter kan bruges til at styre de niveauerede varmeomkostninger for hele netværket. En lavere værdi er lig med lavere niveauer for varme, men også en reduktion i anvendt overskydende varme og vice versa.
Tidsopløsning
Indstiller intervallet mellem netværksstrømberegningerne over hele året. Kan være en af disse værdier: (time, dag, uge, måned, år)
Rumlig opløsning i km
Indstiller indgangspunktets afstand i længdegrad og breddegrad i dh-områder.
Transmissionslinjer
Formfil, der viser de foreslåede transmissionslinjer med deres temperatur, årlige varmestrøm og omkostninger. Detaljer kan findes her.
Samlet overskydende varme i valgt område i GWh
Samlet overskydende varme til rådighed for industrianlæg i udvalgt område og nærhed.
Overskydende varme tilsluttet i GWh
Samlet overskydende varme til rådighed for industrianlæg tilsluttet et netværk.
Overskydende varme brugt i GWh
Faktisk overskydende varme brugt til dh.
Nødvendige investeringer i netværket i €
Investeringer nødvendige for at opbygge netværket.
Årlige omkostninger ved netværk i € / år
Omkostninger forårsaget af netværkets livrente og driftsomkostninger pr. År.
Niveauerede omkostninger ved varmeforsyning i ct / kWh
niveauerede varmeomkostninger på det komplette netværk.
DH-potentiale og overskydende varme
Grafik, der viser DH-potentiale, total overskudsvarme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme. Detaljer kan findes her .
Brug af overskydende varme og investering er nødvendig
Grafik, der viser årlig leveret overskydende varme til investeringer, der er nødvendige for netværket. Detaljer kan findes her .
Brug af overskydende varme og nivellerede omkostninger
Grafik, der viser årlig leveret overskydende varme til nivellerede omkostninger for netværk og tilsvarende transmissionslinjetærskel. Detaljer kan findes her .
Indlæs kurver
Grafik, der viser månedlig varmebehov og overskud. Detaljer kan findes her .
Indlæs kurver
Grafik, der viser gennemsnitligt daglig varmebehov og overskud. Detaljer kan findes her .
Eksempel på en transmissionslinje, der vises i værktøjskassen Ved at klikke på transmissionslinjen vises yderligere oplysninger.
Denne grafik sammenligner DH-potentialet, total overskudsvarme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme. Mere information om det årlige varmebehov og DH-potentiale kan findes her . Overskydende varme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme er de samme som deres lige nævnte indikatorer .
Denne grafik viser omkostningerne ved netværket sammenlignet med den årlige strøm. Det orange punkt repræsenterer det aktuelle netværk med dets indstillede transmissionslinjetærskel X-aksen repræsenterer den årlige strømning og y-aksen den nødvendige investering for det komplette netværk. Bemærk, at x-aksen ikke er lineær og kan være forvirrende. Kontroller altid de faktiske værdier! Det orange punkt repræsenterer netværket ved den aktuelt indstillede transmissionslinjetærskel . Afvigelser fra den nødvendige investeringsindikator er almindelige, da grafikken genereres med en lavere nøjagtighed på grund af beregningsmæssig kompleksitet. Tendensen og forløbet af grafen repræsenterer, hvordan transmissionslinjetærsklen påvirker netværket og kan være virkelig nyttigt. Især i forbindelse med den næste grafik . I tilfælde af små netværk viser denne grafik muligvis ikke nogen nyttige oplysninger, da netværket ikke er komplekst nok til variationer.
Denne grafiske plot udjævner varmeomkostninger og den nødvendige transmissionslinjetærskel for en bestemt strøm. De orange punkter repræsenterer værdien med den aktuelt indstillede transmissionslinjetærskel X-aksen repræsenterer den årlige strømning og y-aksen begge niveauerede varmeomkostninger og transmissionslinjetærsklen . De orange punkter repræsenterer netværket ved den aktuelt indstillede transmissionslinjetærskel . Da transmissionslinjetærskelkurven kan skalere meget højere end de niveauerede omkostninger, kan det være nyttigt at deaktivere visningen af transmissionslinjetærskelkurven, som vist på billedet herunder. I tilfælde af små netværk viser denne grafik muligvis ikke nogen nyttige oplysninger, da netværket ikke er komplekst nok til variationer.
Nogle gange kan det være nyttigt at skjule transmissionslinjetærsklen i grafikken for at analysere de niveauerede omkostninger. Afvigelser fra de niveauerede omkostninger ved varmeindikatoren er almindelige, da grafikken genereres med en lavere nøjagtighed på grund af beregningsmæssig kompleksitet. Tendensen og forløbet af grafen repræsenterer, hvordan transmissionslinjetærsklen påvirker netværket og kan være virkelig nyttigt. Når først den ønskede niveauerede varmeomkostning er valgt, kan transmissionslinjetærskelkurven genaktiveres, og den tilsvarende transmissionslinjetærskel for den ønskede niveauerede omkostning kan læses ved at holde markøren over kurven på dette tidspunkt. Flere detaljer om brugen af grafikken findes her.
Denne grafik viser den samlede strøm gennem netværket gennem året. Den lavere grafik repræsenterer den gennemsnitlige dag. X-aksen repræsenterer tid og y-aksens effekt. De blå kurver repræsenterer varmebehovet i DH-områderne, og de røde den tilgængelige overskydende varme. Skæringspunktet mellem begge kurver repræsenterer den faktiske samlede strøm af varme. Den øverste grafik viser strømmen over året og den nederste strømmen af den gennemsnitlige dag. Bemærk, at tidsopløsningen skal indstilles mindst til "måned" for den øverste og "time" for at den nederste grafik skal være repræsentativ.
Det centrale element i overskudsvarmemodulet er den anvendte kildevaskmodel. Det konstruerer et transmissionsnetværk med mindstelængde og beregner strømmen for hver time af året baseret på boligopvarmningsprofiler med Nuts2-opløsning og industribelastningsprofiler med Nuts0-opløsning. Baseret på gennemsnitlige spidsstrømme gennem året kan omkostningerne for hver transmissionslinje og varmeveksler på kildesiden og synksiden beregnes.
Baseret på Nuts0 ID og industrisektoren tildeles en årelang opløst belastningsprofil til hver kilde.
Baseret på fjernvarmepotentialet beregnes modul oprette ens indgangspunkter i de sammenhængende områder. Afhængigt af Nuts2 ID for indgangspunkterne tildeles en belastningsprofil.
Inden for en indstillet radius kontrolleres det, hvilke kilder der er inden for rækkevidde af hinanden, hvilke dræn, der er inden for rækkevidde af hinanden, og hvilke dræn, der er inden for rækkevidde for kilder. Dette kan repræsenteres af en graf med kilder og dræn, der danner knudepunkter og toppunkt i området, der er forbundet med en kant.
Et minimumsspændende træ beregnes med afstanden af kanterne som vægt. Dette resulterer i, at en graf bevarer sin forbindelse, samtidig med at den har en samlet total længde af kanter. Bemærk, at indgangspunkter for sammenhængende områder er internt forbundet, da de danner deres eget distributionsnet.
Den maksimale strømning fra kilderne til dræn beregnes for hver time af året.
Årets topstrøm i gennemsnit over 3 timer bestemmer den krævede kapacitet for transmissionslinier og varmevekslere. Omkostningerne ved transmissionslinjerne afhænger af længden og kapaciteten, mens omkostningerne ved varmevekslerne kun påvirkes af kapaciteten. På kildesiden antages en luft til væske varmeveksler med integreret pumpe til transmissionsledningen og på synksiden antages en væske til væske varmeveksler.
Da omkostningerne og strømningen af hver transmissionslinie er kendt, kan linierne med det højeste forhold mellem omkostninger og strømning fjernes, og strømmen beregnes igen, indtil en ønsket omkostning pr. Strøm er opnået.
Til beregning af afstanden mellem to punkter bruges en lille vinkel tilnærmelse af loxodrome længde. Selvom der også er en nøjagtig implementering af ortodromafstanden, har den øgede nøjagtighed ingen reel fordel på grund af de små afstande, der for det meste er mindre end 20 km, og usikkerheden omkring den virkelige transmissionslinjelængde på grund af mange faktorer som topologi. Hvis to punkter er inden for radiusområdet, gemmes det i en adjacency-liste. Oprettelsen af sådanne sammenhængende lister udføres mellem kilder og kilder, dræn og dræn og kilder og dræn. Årsagen til adskillelsen ligger i fleksibiliteten til at tilføje visse temperaturkrav til kilder eller dræn.
Baseret på igraph-biblioteket implementeres en NetworkGraph-klasse med al den nødvendige funktionalitet til beregningsmodulet. Mens igraph er dårligt dokumenteret, tilbyder det meget bedre ydelse end rene pythonmoduler som NetworkX og en bredere platformstøtte ud over Linux i modsætning til grafværktøj. NetworkGraph-klassen beskriver kun et netværk på overfladen, men indeholder 3 forskellige grafer. For det første grafen, der beskriver netværket, som det er defineret af de tre sammenhængende lister. For det andet korrespondance graf graf internt forbinder dræn i det samme sammenhængende område og sidst den maksimale flow graf brugt til den maksimale flow beregning.
Indeholder kun de virkelige kilder og dræn som vertikater.
Hver vask har et korrespondance-id, som angiver, om det er internt forbundet med et allerede eksisterende netværk som i sammenhængende områder. Sænke med samme korrespondance-id er forbundet til et nyt toppunkt med kanter med nulvægt. Dette er afgørende for beregningen af et minimumsspændende træ, og grunden til, at korrespondancegrafen bruges til det. Denne funktion implementeres også til kilder, men ikke brugt.
Da igraph ikke understøtter flere kilder og synker i sin maksimale strømningsfunktion er der behov for en hjælpegraf. Det introducerer en uendelig kilde og synkekode. Hver ægte kilde er forbundet til den uendelige kilde, og enhver ægte vask er forbundet med den uendelige vask ved en kant. Bemærk, at hvis en håndvask er forbundet til en korrespondance-toppunkt, vil dette toppunkt være tilsluttet snarere end vasken.
Baseret på korrespondance graf er det mindst spændende træ beregnet. Kanterne, der forbinder de sammenhængende dræn, har altid vægten 0, så de vil altid forblive en del af det mindste spændende træ.
Strømmen gennem kanterne, der forbinder de reelle kilder eller dræn til henholdsvis den uendelige kilde eller synke, er begrænset til den virkelige kapacitet af hver kilde eller synke. Af numeriske grunde er kapaciteterne normaliseret, så den største kapacitet er 1. Strømningen gennem delmængden af kanter indeholdt i korrespondance graf er begrænset til 1000, hvilket til alle intense og formål skal tilbyde ubegrænset strømning. Derefter beregnes den maksimale strømning fra den uendelige kilde til den uendelige vask, og strømmen omklassificeres til dens oprindelige størrelse. Da kohærente dræn ikke er direkte forbundet med det uendelige synkehvirvel, men ved korrespondancehøjde er strømmen gennem det begrænset til summen af alle sammenhængende dræn.
Implementeringen af igraphs maksimale flowfunktion bruger Push-relabel-algoritmen. Denne type algoritme er ikke omkostningsfølsom og finder muligvis ikke altid den korteste måde at dirigere flowet på. En omkostningsfølsom algoritme er ikke tilgængelig i igraph, og ydeevnen vil sandsynligvis være lav til at være i stand til at løse en timebaseret strøm gennem året. Men på grund af den forudgående reduktion til et minimumsspændende træ er de tilfælde, hvor en ikke-ideel løsning er valgt, meget begrænsede og usandsynlige. Push-relabel-algoritmen har også en tendens til at dirigere strømmen gennem den mindste mængde kanter. Igraph-implementeringen ser ud til at være deterministisk i rækkefølgen af tildeling af strømmen, hvis graferne i det mindste er automorfismer, hvilket er vigtigt for den timebaserede strømningsberegning, da enhver kunstigt indført strømningsoscillation mellem kanter er uønsket.
Varmekilderne er hentet fra den industrielle database. Baseret på deres overskydende varme, Nuts0 ID og industriel sektor oprettes en belastningsprofil, der dækker hver time af året for hvert sted. Den tilpassede tilføjelse af websteder er planlagt.
Kølerne er baseret på sammenhængende områder med et kendt varmebehov. De sammenhængende områder danner en maske til et gitter, på hvilket ensidistente punkter er placeret som indgangspunkter. Afhængigt af det valgte Nuts2 ID tildeles en boligvarmeprofil til drænene. Den tilpassede tilføjelse af indgangspunkter og dræn er planlagt.
De nævnte belastningsprofiler består af 8760 punkter, der repræsenterer belastningen for hver time i de 365 dage. Yderligere information om belastningsprofiler kan findes her.
Da fjernvarmeanlæg har en stor varmekapacitet, betyder en maksimal strømning ikke, at transmissionsledningerne skal levere den korte varmeeffekt øjeblikkeligt. Derfor bestemmes de krævede kapaciteter af transmissionslinier og varmevekslere af den gennemsnitlige spidsbelastning. Specifikt bruges den numpy konvolutionsfunktion til at gennemsnit strømmen i løbet af de sidste tre timer ved at sno sig sammen med en konstant funktion. Afhængig af denne værdi vælges en transmissionslinie fra følgende tabel.
Specifikke omkostninger ved anvendte transmissionslinjer
| Effekt i MW | Omkostninger i € / m | Temperatur i ° C | | ------------- |: -------------: | -----: | | 0,2 | 195 | <150 | | 0,3 | 206 | <150 | | 0,6 | 220 | <150 | | 1.2 | 240 | <150 | | 1.9 | 261 | <150 | | 3.6 | 288 | <150 | | 6.1 | 323 | <150 | | 9.8 | 357 | <150 | | 20 | 426 | <150 | | 45 | 564 | <150 | | 75 | 701 | <150 | | 125 | 839 | <150 | | 190 | 976 | <150 | | > 190 | 976 | <150 |
Omkostningerne ved varmeveksleren på kildesiden, der antages som luft til væske, beregnes med
C HSource (da-P) = P- peak * 15.000 € / MW.
Omkostningerne ved væske til væskevarmeveksler på synksiden bestemmes med
C HSink (da-P) = P- peak * 265.000 € / MW, hvis P- peak <1MW eller
C HSink (da-P) = P- peak * 100.000 € / MW ellers.
Omkostningerne ved pumpen følger
C Pump (da-P) = P peak * 240.000 € / MW hvis P peak <1MW eller
C Pump (da-P) = P peak * 90.000 € / MW ellers.
Med en omkostningsstrømningstærskel for transmissionslinjer kan de fjernes, hvis de overskrides for at forbedre forholdet mellem flow og omkostninger. Efter fjernelse af kanter skal strømmen genberegnes, da kontinuiteten i strømningen i grafen ikke er garanteret længere. Forholdet mellem omkostninger og strømning kan muligvis også stige for andre kanter nu, så denne proces gentages, indtil summen af alle strømme ikke ændrer sig mere.
Først indlæses varmekilder og dræn med deres belastningsprofiler. Derefter udføres den faste radius-søgning, og netværket initialiseres. Derefter reduceres netværket til dets minimale spændende træ, og den maksimale strøm beregnes for hver time af året. Baseret på strømmen beregnes omkostningerne for hver varmeveksler, pumpe og transmissionsledning. Hvis der er defineret et tærskel-omkostnings- til strømningsforhold, udføres fjernelse af transmissionslinieproceduren. I sidste ende returneres de samlede omkostninger og den samlede strøm af netværket og netværkets layout.
Det nuværende CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL er beregnet til at hjælpe brugeren med at identificere integrationspotentialer for overskydende varme i fjernvarmenet. Selvom der er givet adskillige analysefunktioner for ikke at begrænse brugeren, skal det eksplicit påpeges, at dette ikke er en detaljeret teknisk planlægning. Potentialerne er baseret på CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL. Denne CM identificerer områder med gunstige betingelser for fjernvarmenet. CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL viser således, hvor meget varme der kunne dækkes af industriel overskydende varme i disse områder. Dette betyder dog ikke, at der allerede findes et fjernvarmenet i denne region. En applikationsorienteret brug af værktøjet for praktikere kunne derfor se ud som følger:
Tilføj om nødvendigt dine egne data om overskydende varme, der giver virksomheder i regionen tilføjelsesindustrien cm.
Tænd for "overskydende varme til industrielle steder"
Udfør CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL.
Værdien
Denne grafik sammenligner DH-potentialet, total overskudsvarme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme. viser, hvor meget varme der kan dækkes af overskydende varme i det undersøgte område.
Indikatorer Nødvendige investeringer, årlige omkostninger og niveauerede varmeomkostninger viser de specifikke varmeproduktionsomkostninger for hele netværket. Bemærk: de viste omkostninger er estimeret ved hjælp af en forenklet fremgangsmåde. Disse omkostninger gælder ikke for individuelle rørledninger. De viste omkostninger kan imidlertid bruges som en forenklet startantagelse som transportomkostninger til integration af overskydende varme i et muligvis nærliggende fjernvarmenet.
Fra ovenstående kunne følgende arbejdshierarki bruges:
Kontroller, om der findes et fjernvarmenet eller er planlagt i den pågældende region.
De viste rør indeholder strømme. Der kan du se, hvor meget overskydende varme der transporteres fra de respektive kilder. De berørte virksomheder kunne nu kontaktes. Sandsynligvis først virksomhederne med de høje mængder.
Transmissionslinje og dens strøm Kontroller DH Potential CM for at tilpasse indgange, så der dannes et dh-område.
Kontroller laget "industrielle steder" i valg af bruger.
Kontroller advarsel .
Forøg søgeradius
Forøg transmissionslinjetærsklen
Kontroller land og undersektor for uploadede industrielle websteder.
CM har ikke adgang til boligopvarmningsprofildata, der skal udføres i dette område.
Prøvekørsel i PL22 med standardparametre. Det anbefales at tænde for overskydende varmesteder i fanen lag.
Prøvekørsel i PL22. De lyserøde områder repræsenterer fjernvarmen. Den orange cirkler varmekilden og de orange linjer transmissionslinierne i netværket. Denne grafik sammenligner DH-potentialet, total overskudsvarme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme. 
Denne grafik viser omkostningerne ved netværket sammenlignet med den årlige strøm. Det orange punkt repræsenterer det aktuelle netværk med dets indstillede transmissionslinjetærskel I dette tilfælde kan vi se, at der er meget mere overskydende varme til rådighed end brugt, men på den anden side opnås næsten den maksimale mulige strømning, da det orange punkt er på 1530 GWh pr. År. I dette tilfælde kan øget søgeradius være med til at distribuere mere overskydende varme. I prøvekørsel 2 vil vi gøre nøjagtigt det.
Denne grafiske plot udjævner varmeomkostninger og den nødvendige transmissionslinjetærskel for en bestemt strøm. De orange punkter repræsenterer værdien med den aktuelt indstillede transmissionslinjetærskel 
Nogle gange kan det være nyttigt at skjule transmissionslinjetærsklen i grafikken for at analysere de niveauerede omkostninger. 
Denne grafik viser den samlede strøm gennem netværket gennem året. Den lavere grafik repræsenterer den gennemsnitlige dag. Da standardtidsopløsningen er indstillet til "uge", er den konstant i dette tilfælde. Prøvekørsel i PL22 med maksimal søgeradius sat til 40 km.
Prøvekørsel i PL22. De lyserøde områder repræsenterer fjernvarmen. Den orange cirkler varmekilden og de orange linjer netværkets overføringslinjer. Netværket er meget større end i den første prøvekørsel.
Denne grafik sammenligner DH-potentialet, total overskudsvarme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme. Mere overskydende varme bruges.
Denne grafik viser omkostningerne ved netværket sammenlignet med den årlige strøm. Det orange punkt repræsenterer det aktuelle netværk med dets indstillede transmissionslinjetærskel 
Denne grafiske plot udjævner varmeomkostninger og den nødvendige transmissionslinjetærskel for en bestemt strøm. De orange punkter repræsenterer værdien med den aktuelt indstillede transmissionslinjetærskel 
Nogle gange kan det være nyttigt at skjule transmissionslinjetærsklen i grafikken for at analysere de niveauerede omkostninger. Vi kan se et lokalt minimum af niveauerede omkostninger til varmeforsyning til 4900 GWh pr. År. Ved at svæve over den grønne linje kan vi bestemme, at dette opnås med en transmissionslinjetærskel på 0,11 ct / kWh. I prøvekørsel 3 skal vi prøve at finde dette netværk.
Denne grafik viser den samlede strøm gennem netværket gennem året. Den lavere grafik repræsenterer den gennemsnitlige dag. Da standardtidsopløsningen er indstillet til "uge", er den konstant i dette tilfælde. Prøvekørsel i PL22 med maksimal søgeradius indstillet til 40 km, transmissionslinjetærsklen indstillet til 0,11ct / kWh og tidsopløsningen indstillet til "time".
Prøvekørsel i PL22. De lyserøde områder repræsenterer fjernvarmen. Den orange cirkler varmekilden og de orange linjer transmissionslinierne i netværket. Netværket er mindre end i anden løb, men beholder meget af strømmen.
Denne grafik sammenligner DH-potentialet, total overskudsvarme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme. Denne grafik viser omkostningerne ved netværket sammenlignet med den årlige strøm. Det orange punkt repræsenterer det aktuelle netværk med dets indstillede transmissionslinjetærskel Denne grafiske plot udjævner varmeomkostninger og den nødvendige transmissionslinjetærskel for en bestemt strøm. De orange punkter repræsenterer værdien med den aktuelt indstillede transmissionslinjetærskel Nogle gange kan det være nyttigt at skjule transmissionslinjetærsklen i grafikken for at analysere de niveauerede omkostninger. Vi kan se, at vi lige rammer det lokale minimum. Forskellen i grafiske omkostnings tilnærmelsesgrafer til indikatorerne er forårsaget af tilnærmelsesfejl. Men disse fejl er for det meste systematiske og udligner derfor ikke minimum, men skalerer kun kurven på en anden måde. Den niveauerede omkostningsindikator viser nu 0,84 ct / kWh i stedet for 1,09 ct / kWh i anden løb.
Denne grafik viser den samlede strøm gennem netværket gennem året. Den lavere grafik repræsenterer den gennemsnitlige dag. Denne gang med tidsopløsningen indstillet til "time" er den gennemsnitlige dag repræsenteret korrekt. Denne side er skrevet af Ali Aydemir * og David Schilling *
* Fraunhofer ISI Fraunhofer ISI, Breslauer Str. 48, 76139 Karlsruhe
Copyright © 2016-2018: Ali Aydemir, David Schilling
Creative Commons Attribution 4.0 International licens Dette værk er licenseret under en Creative Commons CC BY 4.0 International licens.
SPDX-licens-id: CC-BY-4.0
Licens-tekst: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Vi vil gerne overbringe vores dybeste forståelse til Horizon 2020 Hotmaps-projektet (tilskudsaftale nr. 723677), som gav finansieringen til at gennemføre den nuværende undersøgelse.
This page was automatically translated. View in another language:
English (original) Bulgarian* Croatian* Czech* Dutch* Estonian* Finnish* French* German* Greek* Hungarian* Irish* Italian* Latvian* Lithuanian* Maltese* Polish* Portuguese (Portugal, Brazil)* Romanian* Slovak* Slovenian* Spanish* Swedish*
* machine translated1> CM Overskudsvarmetransportpotentiale
Dette CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL hjælper brugeren med at identificere integrationspotentialer for overskydende varme i fjernvarmenet. Potentialerne er baseret på CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL. Denne CM identificerer områder med gunstige betingelser for fjernvarmenet. CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL viser, hvor meget varme der kunne dækkes af industriel overskydende varme i disse områder. Dette betyder dog ikke, at der allerede findes et fjernvarmenet i denne region.
Følgende data og metoder kombineres til den forrige opgave.
Data:
Opvarmningskrav til nærliggende områder med gunstige betingelser for fjernvarmenet, der opløses hver time (fra CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL).
Data om overskydende varmemængder af industrivirksomheder i området, der også løses hver time (fra datasættets industrielle database).
Forudsætninger om omkostninger til varmevekslere, pumper og rørledninger samt varmetab for fjernvarmeledninger.
Metode (forenklet):
Formålet med metoden er at repræsentere den størst mulige overskydende varmestrømning med ikke for mange og dermed for lange rørledninger til de mulige fjernvarmebrugere ved at generere netværk med maksimale strømme. Især ineffektive transportledninger (med lave varmestrømme og dermed høje specifikke varmetransportomkostninger) tages dog ikke med i det endelige net. Tærsklen for den økonomiske effektivitet af individuelle transportlinjer kan specificeres af brugeren (jf. Transmissionslinjetærsklen).
Den grundlæggende baggrund for fremgangsmåden er som følger: hvis der kun er et par kilder til overskydende varme, kan der altid tages en enkelt rørledning pr. Kilde til at transportere varmen til et nærliggende område med gunstige betingelser for fjernvarme. Hvis der imidlertid er flere overskydende varmekilder, der skal strømme ind i det samme område, ville det være fornuftigt at opsamle varmen og transportere den til området i en større fælles rørledning. Fremgangsmåden med et rør pr. Kilde har en tendens til at overvurdere indsatsen for rørledningerne.
For at modvirke ovenstående blev problemet med rørledningsplanlægning tilnærmet ved at antage et netværksstrømproblem. En heuristik bruges til at løse problemet, hvor overskydende varme kan bundles og transporteres til de mulige brugere. Den konkrete metodiske udformning af løsningen med tilgang til minimumspanetræet er beskrevet i den tilsvarende metodiske del. Rørledningsdesignet, der er bestemt i den foregående sammenhæng, repræsenterer derfor ikke en detaljeret planlægning eller reel rutevejledning, men bruges kun til tilnærmelse af omkostninger til distribution af overskydende varmemængder i de nærliggende områder med gunstige betingelser for fjernvarmenet (se se CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL, sammenhængende områder med nøgleord). Denne tilnærmelse af omkostninger henviser således til hele netværket.
Resultaterne skal derefter først fortolkes som følger: hvis de registrerede overskydende varmemængder skulle transporteres sammen til de angivne nærliggende områder, kunne omkostningerne til varmefordeling ligge i størrelsesordenen som angivet af værktøjet (jf. Niveauerede omkostninger af varmeforsyning). Som regel er værdierne for hele netværket også en god startindikator for individuelle rørledninger. Formålet med resultaterne er derfor at give en projektudvikler eller planlægger en størrelsesorden for mulige distributionsomkostninger.
Fjernvarmeområder (for nu direkte leveret af fjernvarmepotentialet CM)
Industriel database (som standard leveret af værktøjskassen)
Indlæs profiler til industrien
Indlæs profiler til boligopvarmning og varmt vand til husholdningen
Min. varmebehov i hektar
Se DH Potential CM .
Min. varmebehov i et DH-område
Se DH Potential CM .
Søgradius i km
Den maksimale længde på en transmissionslinie fra punkt til punkt.
Levetid på udstyr i år
Niveauerede varmeomkostninger refererer til denne tidsperiode.
Rabat i%
Rentesats for kredit, der kræves for at opbygge netværket.
Omkostningsfaktor
Faktor til tilpasning af netværksomkostninger, hvis standardværdierne ikke repræsenterer omkostningerne nøjagtigt. De nødvendige investeringer til netværket ganges med denne faktor. Standardomkostninger findes her .
Driftsomkostninger i%
Driftsomkostninger ved netværk pr. År. I procent af de nødvendige investeringer til netværket.
Tærskelværdi for transmissionslinjer i ct / kWh
De maksimale niveauerede varmepriser på hver enkelt transmissionslinie. Denne parameter kan bruges til at styre de niveauerede varmeomkostninger for hele netværket. En lavere værdi er lig med lavere niveauer for varme, men også en reduktion i anvendt overskydende varme og vice versa.
Tidsopløsning
Indstiller intervallet mellem netværksstrømberegningerne over hele året. Kan være en af disse værdier: (time, dag, uge, måned, år)
Rumlig opløsning i km
Indstiller indgangspunktets afstand i længdegrad og breddegrad i dh-områder.
Transmissionslinjer
Formfil, der viser de foreslåede transmissionslinjer med deres temperatur, årlige varmestrøm og omkostninger. Detaljer kan findes her.
Samlet overskydende varme i valgt område i GWh
Samlet overskydende varme til rådighed for industrianlæg i udvalgt område og nærhed.
Overskydende varme tilsluttet i GWh
Samlet overskydende varme til rådighed for industrianlæg tilsluttet et netværk.
Overskydende varme brugt i GWh
Faktisk overskydende varme brugt til dh.
Nødvendige investeringer i netværket i €
Investeringer nødvendige for at opbygge netværket.
Årlige omkostninger ved netværk i € / år
Omkostninger forårsaget af netværkets livrente og driftsomkostninger pr. År.
Niveauerede omkostninger ved varmeforsyning i ct / kWh
niveauerede varmeomkostninger på det komplette netværk.
DH-potentiale og overskydende varme
Grafik, der viser DH-potentiale, total overskudsvarme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme. Detaljer kan findes her .
Brug af overskydende varme og investering er nødvendig
Grafik, der viser årlig leveret overskydende varme til investeringer, der er nødvendige for netværket. Detaljer kan findes her .
Brug af overskydende varme og nivellerede omkostninger
Grafik, der viser årlig leveret overskydende varme til nivellerede omkostninger for netværk og tilsvarende transmissionslinjetærskel. Detaljer kan findes her .
Indlæs kurver
Grafik, der viser månedlig varmebehov og overskud. Detaljer kan findes her .
Indlæs kurver
Grafik, der viser gennemsnitligt daglig varmebehov og overskud. Detaljer kan findes her .
Eksempel på en transmissionslinje, der vises i værktøjskassen Ved at klikke på transmissionslinjen vises yderligere oplysninger.
Denne grafik sammenligner DH-potentialet, total overskudsvarme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme. Mere information om det årlige varmebehov og DH-potentiale kan findes her . Overskydende varme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme er de samme som deres lige nævnte indikatorer .
Denne grafik viser omkostningerne ved netværket sammenlignet med den årlige strøm. Det orange punkt repræsenterer det aktuelle netværk med dets indstillede transmissionslinjetærskel X-aksen repræsenterer den årlige strømning og y-aksen den nødvendige investering for det komplette netværk. Bemærk, at x-aksen ikke er lineær og kan være forvirrende. Kontroller altid de faktiske værdier! Det orange punkt repræsenterer netværket ved den aktuelt indstillede transmissionslinjetærskel . Afvigelser fra den nødvendige investeringsindikator er almindelige, da grafikken genereres med en lavere nøjagtighed på grund af beregningsmæssig kompleksitet. Tendensen og forløbet af grafen repræsenterer, hvordan transmissionslinjetærsklen påvirker netværket og kan være virkelig nyttigt. Især i forbindelse med den næste grafik . I tilfælde af små netværk viser denne grafik muligvis ikke nogen nyttige oplysninger, da netværket ikke er komplekst nok til variationer.
Denne grafiske plot udjævner varmeomkostninger og den nødvendige transmissionslinjetærskel for en bestemt strøm. De orange punkter repræsenterer værdien med den aktuelt indstillede transmissionslinjetærskel X-aksen repræsenterer den årlige strømning og y-aksen begge niveauerede varmeomkostninger og transmissionslinjetærsklen . De orange punkter repræsenterer netværket ved den aktuelt indstillede transmissionslinjetærskel . Da transmissionslinjetærskelkurven kan skalere meget højere end de niveauerede omkostninger, kan det være nyttigt at deaktivere visningen af transmissionslinjetærskelkurven, som vist på billedet herunder. I tilfælde af små netværk viser denne grafik muligvis ikke nogen nyttige oplysninger, da netværket ikke er komplekst nok til variationer.
Nogle gange kan det være nyttigt at skjule transmissionslinjetærsklen i grafikken for at analysere de niveauerede omkostninger. Afvigelser fra de niveauerede omkostninger ved varmeindikatoren er almindelige, da grafikken genereres med en lavere nøjagtighed på grund af beregningsmæssig kompleksitet. Tendensen og forløbet af grafen repræsenterer, hvordan transmissionslinjetærsklen påvirker netværket og kan være virkelig nyttigt. Når først den ønskede niveauerede varmeomkostning er valgt, kan transmissionslinjetærskelkurven genaktiveres, og den tilsvarende transmissionslinjetærskel for den ønskede niveauerede omkostning kan læses ved at holde markøren over kurven på dette tidspunkt. Flere detaljer om brugen af grafikken findes her.
Denne grafik viser den samlede strøm gennem netværket gennem året. Den lavere grafik repræsenterer den gennemsnitlige dag. X-aksen repræsenterer tid og y-aksens effekt. De blå kurver repræsenterer varmebehovet i DH-områderne, og de røde den tilgængelige overskydende varme. Skæringspunktet mellem begge kurver repræsenterer den faktiske samlede strøm af varme. Den øverste grafik viser strømmen over året og den nederste strømmen af den gennemsnitlige dag. Bemærk, at tidsopløsningen skal indstilles mindst til "måned" for den øverste og "time" for at den nederste grafik skal være repræsentativ.
Det centrale element i overskudsvarmemodulet er den anvendte kildevaskmodel. Det konstruerer et transmissionsnetværk med mindstelængde og beregner strømmen for hver time af året baseret på boligopvarmningsprofiler med Nuts2-opløsning og industribelastningsprofiler med Nuts0-opløsning. Baseret på gennemsnitlige spidsstrømme gennem året kan omkostningerne for hver transmissionslinje og varmeveksler på kildesiden og synksiden beregnes.
Baseret på Nuts0 ID og industrisektoren tildeles en årelang opløst belastningsprofil til hver kilde.
Baseret på fjernvarmepotentialet beregnes modul oprette ens indgangspunkter i de sammenhængende områder. Afhængigt af Nuts2 ID for indgangspunkterne tildeles en belastningsprofil.
Inden for en indstillet radius kontrolleres det, hvilke kilder der er inden for rækkevidde af hinanden, hvilke dræn, der er inden for rækkevidde af hinanden, og hvilke dræn, der er inden for rækkevidde for kilder. Dette kan repræsenteres af en graf med kilder og dræn, der danner knudepunkter og toppunkt i området, der er forbundet med en kant.
Et minimumsspændende træ beregnes med afstanden af kanterne som vægt. Dette resulterer i, at en graf bevarer sin forbindelse, samtidig med at den har en samlet total længde af kanter. Bemærk, at indgangspunkter for sammenhængende områder er internt forbundet, da de danner deres eget distributionsnet.
Den maksimale strømning fra kilderne til dræn beregnes for hver time af året.
Årets topstrøm i gennemsnit over 3 timer bestemmer den krævede kapacitet for transmissionslinier og varmevekslere. Omkostningerne ved transmissionslinjerne afhænger af længden og kapaciteten, mens omkostningerne ved varmevekslerne kun påvirkes af kapaciteten. På kildesiden antages en luft til væske varmeveksler med integreret pumpe til transmissionsledningen og på synksiden antages en væske til væske varmeveksler.
Da omkostningerne og strømningen af hver transmissionslinie er kendt, kan linierne med det højeste forhold mellem omkostninger og strømning fjernes, og strømmen beregnes igen, indtil en ønsket omkostning pr. Strøm er opnået.
Til beregning af afstanden mellem to punkter bruges en lille vinkel tilnærmelse af loxodrome længde. Selvom der også er en nøjagtig implementering af ortodromafstanden, har den øgede nøjagtighed ingen reel fordel på grund af de små afstande, der for det meste er mindre end 20 km, og usikkerheden omkring den virkelige transmissionslinjelængde på grund af mange faktorer som topologi. Hvis to punkter er inden for radiusområdet, gemmes det i en adjacency-liste. Oprettelsen af sådanne sammenhængende lister udføres mellem kilder og kilder, dræn og dræn og kilder og dræn. Årsagen til adskillelsen ligger i fleksibiliteten til at tilføje visse temperaturkrav til kilder eller dræn.
Baseret på igraph-biblioteket implementeres en NetworkGraph-klasse med al den nødvendige funktionalitet til beregningsmodulet. Mens igraph er dårligt dokumenteret, tilbyder det meget bedre ydelse end rene pythonmoduler som NetworkX og en bredere platformstøtte ud over Linux i modsætning til grafværktøj. NetworkGraph-klassen beskriver kun et netværk på overfladen, men indeholder 3 forskellige grafer. For det første grafen, der beskriver netværket, som det er defineret af de tre sammenhængende lister. For det andet korrespondance graf graf internt forbinder dræn i det samme sammenhængende område og sidst den maksimale flow graf brugt til den maksimale flow beregning.
Indeholder kun de virkelige kilder og dræn som vertikater.
Hver vask har et korrespondance-id, som angiver, om det er internt forbundet med et allerede eksisterende netværk som i sammenhængende områder. Sænke med samme korrespondance-id er forbundet til et nyt toppunkt med kanter med nulvægt. Dette er afgørende for beregningen af et minimumsspændende træ, og grunden til, at korrespondancegrafen bruges til det. Denne funktion implementeres også til kilder, men ikke brugt.
Da igraph ikke understøtter flere kilder og synker i sin maksimale strømningsfunktion er der behov for en hjælpegraf. Det introducerer en uendelig kilde og synkekode. Hver ægte kilde er forbundet til den uendelige kilde, og enhver ægte vask er forbundet med den uendelige vask ved en kant. Bemærk, at hvis en håndvask er forbundet til en korrespondance-toppunkt, vil dette toppunkt være tilsluttet snarere end vasken.
Baseret på korrespondance graf er det mindst spændende træ beregnet. Kanterne, der forbinder de sammenhængende dræn, har altid vægten 0, så de vil altid forblive en del af det mindste spændende træ.
Strømmen gennem kanterne, der forbinder de reelle kilder eller dræn til henholdsvis den uendelige kilde eller synke, er begrænset til den virkelige kapacitet af hver kilde eller synke. Af numeriske grunde er kapaciteterne normaliseret, så den største kapacitet er 1. Strømningen gennem delmængden af kanter indeholdt i korrespondance graf er begrænset til 1000, hvilket til alle intense og formål skal tilbyde ubegrænset strømning. Derefter beregnes den maksimale strømning fra den uendelige kilde til den uendelige vask, og strømmen omklassificeres til dens oprindelige størrelse. Da kohærente dræn ikke er direkte forbundet med det uendelige synkehvirvel, men ved korrespondancehøjde er strømmen gennem det begrænset til summen af alle sammenhængende dræn.
Implementeringen af igraphs maksimale flowfunktion bruger Push-relabel-algoritmen. Denne type algoritme er ikke omkostningsfølsom og finder muligvis ikke altid den korteste måde at dirigere flowet på. En omkostningsfølsom algoritme er ikke tilgængelig i igraph, og ydeevnen vil sandsynligvis være lav til at være i stand til at løse en timebaseret strøm gennem året. Men på grund af den forudgående reduktion til et minimumsspændende træ er de tilfælde, hvor en ikke-ideel løsning er valgt, meget begrænsede og usandsynlige. Push-relabel-algoritmen har også en tendens til at dirigere strømmen gennem den mindste mængde kanter. Igraph-implementeringen ser ud til at være deterministisk i rækkefølgen af tildeling af strømmen, hvis graferne i det mindste er automorfismer, hvilket er vigtigt for den timebaserede strømningsberegning, da enhver kunstigt indført strømningsoscillation mellem kanter er uønsket.
Varmekilderne er hentet fra den industrielle database. Baseret på deres overskydende varme, Nuts0 ID og industriel sektor oprettes en belastningsprofil, der dækker hver time af året for hvert sted. Den tilpassede tilføjelse af websteder er planlagt.
Kølerne er baseret på sammenhængende områder med et kendt varmebehov. De sammenhængende områder danner en maske til et gitter, på hvilket ensidistente punkter er placeret som indgangspunkter. Afhængigt af det valgte Nuts2 ID tildeles en boligvarmeprofil til drænene. Den tilpassede tilføjelse af indgangspunkter og dræn er planlagt.
De nævnte belastningsprofiler består af 8760 punkter, der repræsenterer belastningen for hver time i de 365 dage. Yderligere information om belastningsprofiler kan findes her.
Da fjernvarmeanlæg har en stor varmekapacitet, betyder en maksimal strømning ikke, at transmissionsledningerne skal levere den korte varmeeffekt øjeblikkeligt. Derfor bestemmes de krævede kapaciteter af transmissionslinier og varmevekslere af den gennemsnitlige spidsbelastning. Specifikt bruges den numpy konvolutionsfunktion til at gennemsnit strømmen i løbet af de sidste tre timer ved at sno sig sammen med en konstant funktion. Afhængig af denne værdi vælges en transmissionslinie fra følgende tabel.
Specifikke omkostninger ved anvendte transmissionslinjer
| Effekt i MW | Omkostninger i € / m | Temperatur i ° C | | ------------- |: -------------: | -----: | | 0,2 | 195 | <150 | | 0,3 | 206 | <150 | | 0,6 | 220 | <150 | | 1.2 | 240 | <150 | | 1.9 | 261 | <150 | | 3.6 | 288 | <150 | | 6.1 | 323 | <150 | | 9.8 | 357 | <150 | | 20 | 426 | <150 | | 45 | 564 | <150 | | 75 | 701 | <150 | | 125 | 839 | <150 | | 190 | 976 | <150 | | > 190 | 976 | <150 |
Omkostningerne ved varmeveksleren på kildesiden, der antages som luft til væske, beregnes med
C HSource (da-P) = P- peak * 15.000 € / MW.
Omkostningerne ved væske til væskevarmeveksler på synksiden bestemmes med
C HSink (da-P) = P- peak * 265.000 € / MW, hvis P- peak <1MW eller
C HSink (da-P) = P- peak * 100.000 € / MW ellers.
Omkostningerne ved pumpen følger
C Pump (da-P) = P peak * 240.000 € / MW hvis P peak <1MW eller
C Pump (da-P) = P peak * 90.000 € / MW ellers.
Med en omkostningsstrømningstærskel for transmissionslinjer kan de fjernes, hvis de overskrides for at forbedre forholdet mellem flow og omkostninger. Efter fjernelse af kanter skal strømmen genberegnes, da kontinuiteten i strømningen i grafen ikke er garanteret længere. Forholdet mellem omkostninger og strømning kan muligvis også stige for andre kanter nu, så denne proces gentages, indtil summen af alle strømme ikke ændrer sig mere.
Først indlæses varmekilder og dræn med deres belastningsprofiler. Derefter udføres den faste radius-søgning, og netværket initialiseres. Derefter reduceres netværket til dets minimale spændende træ, og den maksimale strøm beregnes for hver time af året. Baseret på strømmen beregnes omkostningerne for hver varmeveksler, pumpe og transmissionsledning. Hvis der er defineret et tærskel-omkostnings- til strømningsforhold, udføres fjernelse af transmissionslinieproceduren. I sidste ende returneres de samlede omkostninger og den samlede strøm af netværket og netværkets layout.
Det nuværende CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL er beregnet til at hjælpe brugeren med at identificere integrationspotentialer for overskydende varme i fjernvarmenet. Selvom der er givet adskillige analysefunktioner for ikke at begrænse brugeren, skal det eksplicit påpeges, at dette ikke er en detaljeret teknisk planlægning. Potentialerne er baseret på CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL. Denne CM identificerer områder med gunstige betingelser for fjernvarmenet. CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL viser således, hvor meget varme der kunne dækkes af industriel overskydende varme i disse områder. Dette betyder dog ikke, at der allerede findes et fjernvarmenet i denne region. En applikationsorienteret brug af værktøjet for praktikere kunne derfor se ud som følger:
Tilføj om nødvendigt dine egne data om overskydende varme, der giver virksomheder i regionen tilføjelsesindustrien cm.
Tænd for "overskydende varme til industrielle steder"
Udfør CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL.
Værdien
Denne grafik sammenligner DH-potentialet, total overskudsvarme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme. viser, hvor meget varme der kan dækkes af overskydende varme i det undersøgte område.
Indikatorer Nødvendige investeringer, årlige omkostninger og niveauerede varmeomkostninger viser de specifikke varmeproduktionsomkostninger for hele netværket. Bemærk: de viste omkostninger er estimeret ved hjælp af en forenklet fremgangsmåde. Disse omkostninger gælder ikke for individuelle rørledninger. De viste omkostninger kan imidlertid bruges som en forenklet startantagelse som transportomkostninger til integration af overskydende varme i et muligvis nærliggende fjernvarmenet.
Fra ovenstående kunne følgende arbejdshierarki bruges:
Kontroller, om der findes et fjernvarmenet eller er planlagt i den pågældende region.
De viste rør indeholder strømme. Der kan du se, hvor meget overskydende varme der transporteres fra de respektive kilder. De berørte virksomheder kunne nu kontaktes. Sandsynligvis først virksomhederne med de høje mængder.
Transmissionslinje og dens strøm Kontroller DH Potential CM for at tilpasse indgange, så der dannes et dh-område.
Kontroller laget "industrielle steder" i valg af bruger.
Kontroller advarsel .
Forøg søgeradius
Forøg transmissionslinjetærsklen
Kontroller land og undersektor for uploadede industrielle websteder.
CM har ikke adgang til boligopvarmningsprofildata, der skal udføres i dette område.
Prøvekørsel i PL22 med standardparametre. Det anbefales at tænde for overskydende varmesteder i fanen lag.
Prøvekørsel i PL22. De lyserøde områder repræsenterer fjernvarmen. Den orange cirkler varmekilden og de orange linjer transmissionslinierne i netværket. Denne grafik sammenligner DH-potentialet, total overskudsvarme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme. Denne grafik viser omkostningerne ved netværket sammenlignet med den årlige strøm. Det orange punkt repræsenterer det aktuelle netværk med dets indstillede transmissionslinjetærskel I dette tilfælde kan vi se, at der er meget mere overskydende varme til rådighed end brugt, men på den anden side opnås næsten den maksimale mulige strømning, da det orange punkt er på 1530 GWh pr. År. I dette tilfælde kan øget søgeradius være med til at distribuere mere overskydende varme. I prøvekørsel 2 vil vi gøre nøjagtigt det.
Denne grafiske plot udjævner varmeomkostninger og den nødvendige transmissionslinjetærskel for en bestemt strøm. De orange punkter repræsenterer værdien med den aktuelt indstillede transmissionslinjetærskel Nogle gange kan det være nyttigt at skjule transmissionslinjetærsklen i grafikken for at analysere de niveauerede omkostninger. Denne grafik viser den samlede strøm gennem netværket gennem året. Den lavere grafik repræsenterer den gennemsnitlige dag. Da standardtidsopløsningen er indstillet til "uge", er den konstant i dette tilfælde. Prøvekørsel i PL22 med maksimal søgeradius sat til 40 km.
Prøvekørsel i PL22. De lyserøde områder repræsenterer fjernvarmen. Den orange cirkler varmekilden og de orange linjer netværkets overføringslinjer. Netværket er meget større end i den første prøvekørsel.
Denne grafik sammenligner DH-potentialet, total overskudsvarme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme. Mere overskydende varme bruges.
Denne grafik viser omkostningerne ved netværket sammenlignet med den årlige strøm. Det orange punkt repræsenterer det aktuelle netværk med dets indstillede transmissionslinjetærskel Denne grafiske plot udjævner varmeomkostninger og den nødvendige transmissionslinjetærskel for en bestemt strøm. De orange punkter repræsenterer værdien med den aktuelt indstillede transmissionslinjetærskel Nogle gange kan det være nyttigt at skjule transmissionslinjetærsklen i grafikken for at analysere de niveauerede omkostninger. Vi kan se et lokalt minimum af niveauerede omkostninger til varmeforsyning til 4900 GWh pr. År. Ved at svæve over den grønne linje kan vi bestemme, at dette opnås med en transmissionslinjetærskel på 0,11 ct / kWh. I prøvekørsel 3 skal vi prøve at finde dette netværk.
Denne grafik viser den samlede strøm gennem netværket gennem året. Den lavere grafik repræsenterer den gennemsnitlige dag. Da standardtidsopløsningen er indstillet til "uge", er den konstant i dette tilfælde. Prøvekørsel i PL22 med maksimal søgeradius indstillet til 40 km, transmissionslinjetærsklen indstillet til 0,11ct / kWh og tidsopløsningen indstillet til "time".
Prøvekørsel i PL22. De lyserøde områder repræsenterer fjernvarmen. Den orange cirkler varmekilden og de orange linjer transmissionslinierne i netværket. Netværket er mindre end i anden løb, men beholder meget af strømmen.
Denne grafik sammenligner DH-potentialet, total overskudsvarme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme. Denne grafik viser omkostningerne ved netværket sammenlignet med den årlige strøm. Det orange punkt repræsenterer det aktuelle netværk med dets indstillede transmissionslinjetærskel Denne grafiske plot udjævner varmeomkostninger og den nødvendige transmissionslinjetærskel for en bestemt strøm. De orange punkter repræsenterer værdien med den aktuelt indstillede transmissionslinjetærskel Nogle gange kan det være nyttigt at skjule transmissionslinjetærsklen i grafikken for at analysere de niveauerede omkostninger. Vi kan se, at vi lige rammer det lokale minimum. Forskellen i grafiske omkostnings tilnærmelsesgrafer til indikatorerne er forårsaget af tilnærmelsesfejl. Men disse fejl er for det meste systematiske og udligner derfor ikke minimum, men skalerer kun kurven på en anden måde. Den niveauerede omkostningsindikator viser nu 0,84 ct / kWh i stedet for 1,09 ct / kWh i anden løb.
Denne grafik viser den samlede strøm gennem netværket gennem året. Den lavere grafik repræsenterer den gennemsnitlige dag. Denne gang med tidsopløsningen indstillet til "time" er den gennemsnitlige dag repræsenteret korrekt. Denne side er skrevet af Ali Aydemir * og David Schilling *
* Fraunhofer ISI Fraunhofer ISI, Breslauer Str. 48, 76139 Karlsruhe
Copyright © 2016-2018: Ali Aydemir, David Schilling
Creative Commons Attribution 4.0 International licens Dette værk er licenseret under en Creative Commons CC BY 4.0 International licens.
SPDX-licens-id: CC-BY-4.0
Licens-tekst: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Vi vil gerne overbringe vores dybeste forståelse til Horizon 2020 Hotmaps-projektet (tilskudsaftale nr. 723677), som gav finansieringen til at gennemføre den nuværende undersøgelse.
This page was automatically translated. View in another language:
English (original) Bulgarian* Croatian* Czech* Dutch* Estonian* Finnish* French* German* Greek* Hungarian* Irish* Italian* Latvian* Lithuanian* Maltese* Polish* Portuguese (Portugal, Brazil)* Romanian* Slovak* Slovenian* Spanish* Swedish*
* machine translated> CM Overskudsvarmetransportpotentiale
Dette CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL hjælper brugeren med at identificere integrationspotentialer for overskydende varme i fjernvarmenet. Potentialerne er baseret på CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL. Denne CM identificerer områder med gunstige betingelser for fjernvarmenet. CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL viser, hvor meget varme der kunne dækkes af industriel overskydende varme i disse områder. Dette betyder dog ikke, at der allerede findes et fjernvarmenet i denne region.
Følgende data og metoder kombineres til den forrige opgave.
Data:
Opvarmningskrav til nærliggende områder med gunstige betingelser for fjernvarmenet, der opløses hver time (fra CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL).
Data om overskydende varmemængder af industrivirksomheder i området, der også løses hver time (fra datasættets industrielle database).
Forudsætninger om omkostninger til varmevekslere, pumper og rørledninger samt varmetab for fjernvarmeledninger.
Metode (forenklet):
Formålet med metoden er at repræsentere den størst mulige overskydende varmestrømning med ikke for mange og dermed for lange rørledninger til de mulige fjernvarmebrugere ved at generere netværk med maksimale strømme. Især ineffektive transportledninger (med lave varmestrømme og dermed høje specifikke varmetransportomkostninger) tages dog ikke med i det endelige net. Tærsklen for den økonomiske effektivitet af individuelle transportlinjer kan specificeres af brugeren (jf. Transmissionslinjetærsklen).
Den grundlæggende baggrund for fremgangsmåden er som følger: hvis der kun er et par kilder til overskydende varme, kan der altid tages en enkelt rørledning pr. Kilde til at transportere varmen til et nærliggende område med gunstige betingelser for fjernvarme. Hvis der imidlertid er flere overskydende varmekilder, der skal strømme ind i det samme område, ville det være fornuftigt at opsamle varmen og transportere den til området i en større fælles rørledning. Fremgangsmåden med et rør pr. Kilde har en tendens til at overvurdere indsatsen for rørledningerne.
For at modvirke ovenstående blev problemet med rørledningsplanlægning tilnærmet ved at antage et netværksstrømproblem. En heuristik bruges til at løse problemet, hvor overskydende varme kan bundles og transporteres til de mulige brugere. Den konkrete metodiske udformning af løsningen med tilgang til minimumspanetræet er beskrevet i den tilsvarende metodiske del. Rørledningsdesignet, der er bestemt i den foregående sammenhæng, repræsenterer derfor ikke en detaljeret planlægning eller reel rutevejledning, men bruges kun til tilnærmelse af omkostninger til distribution af overskydende varmemængder i de nærliggende områder med gunstige betingelser for fjernvarmenet (se se CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL, sammenhængende områder med nøgleord). Denne tilnærmelse af omkostninger henviser således til hele netværket.
Resultaterne skal derefter først fortolkes som følger: hvis de registrerede overskydende varmemængder skulle transporteres sammen til de angivne nærliggende områder, kunne omkostningerne til varmefordeling ligge i størrelsesordenen som angivet af værktøjet (jf. Niveauerede omkostninger af varmeforsyning). Som regel er værdierne for hele netværket også en god startindikator for individuelle rørledninger. Formålet med resultaterne er derfor at give en projektudvikler eller planlægger en størrelsesorden for mulige distributionsomkostninger.
Fjernvarmeområder (for nu direkte leveret af fjernvarmepotentialet CM)
Industriel database (som standard leveret af værktøjskassen)
Indlæs profiler til industrien
Indlæs profiler til boligopvarmning og varmt vand til husholdningen
Min. varmebehov i hektar
Se DH Potential CM .
Min. varmebehov i et DH-område
Se DH Potential CM .
Søgradius i km
Den maksimale længde på en transmissionslinie fra punkt til punkt.
Levetid på udstyr i år
Niveauerede varmeomkostninger refererer til denne tidsperiode.
Rabat i%
Rentesats for kredit, der kræves for at opbygge netværket.
Omkostningsfaktor
Faktor til tilpasning af netværksomkostninger, hvis standardværdierne ikke repræsenterer omkostningerne nøjagtigt. De nødvendige investeringer til netværket ganges med denne faktor. Standardomkostninger findes her .
Driftsomkostninger i%
Driftsomkostninger ved netværk pr. År. I procent af de nødvendige investeringer til netværket.
Tærskelværdi for transmissionslinjer i ct / kWh
De maksimale niveauerede varmepriser på hver enkelt transmissionslinie. Denne parameter kan bruges til at styre de niveauerede varmeomkostninger for hele netværket. En lavere værdi er lig med lavere niveauer for varme, men også en reduktion i anvendt overskydende varme og vice versa.
Tidsopløsning
Indstiller intervallet mellem netværksstrømberegningerne over hele året. Kan være en af disse værdier: (time, dag, uge, måned, år)
Rumlig opløsning i km
Indstiller indgangspunktets afstand i længdegrad og breddegrad i dh-områder.
Transmissionslinjer
Formfil, der viser de foreslåede transmissionslinjer med deres temperatur, årlige varmestrøm og omkostninger. Detaljer kan findes her.
Samlet overskydende varme i valgt område i GWh
Samlet overskydende varme til rådighed for industrianlæg i udvalgt område og nærhed.
Overskydende varme tilsluttet i GWh
Samlet overskydende varme til rådighed for industrianlæg tilsluttet et netværk.
Overskydende varme brugt i GWh
Faktisk overskydende varme brugt til dh.
Nødvendige investeringer i netværket i €
Investeringer nødvendige for at opbygge netværket.
Årlige omkostninger ved netværk i € / år
Omkostninger forårsaget af netværkets livrente og driftsomkostninger pr. År.
Niveauerede omkostninger ved varmeforsyning i ct / kWh
niveauerede varmeomkostninger på det komplette netværk.
DH-potentiale og overskydende varme
Grafik, der viser DH-potentiale, total overskudsvarme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme. Detaljer kan findes her .
Brug af overskydende varme og investering er nødvendig
Grafik, der viser årlig leveret overskydende varme til investeringer, der er nødvendige for netværket. Detaljer kan findes her .
Brug af overskydende varme og nivellerede omkostninger
Grafik, der viser årlig leveret overskydende varme til nivellerede omkostninger for netværk og tilsvarende transmissionslinjetærskel. Detaljer kan findes her .
Indlæs kurver
Grafik, der viser månedlig varmebehov og overskud. Detaljer kan findes her .
Indlæs kurver
Grafik, der viser gennemsnitligt daglig varmebehov og overskud. Detaljer kan findes her .
Eksempel på en transmissionslinje, der vises i værktøjskassen Ved at klikke på transmissionslinjen vises yderligere oplysninger.
Denne grafik sammenligner DH-potentialet, total overskudsvarme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme. Mere information om det årlige varmebehov og DH-potentiale kan findes her . Overskydende varme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme er de samme som deres lige nævnte indikatorer .
Denne grafik viser omkostningerne ved netværket sammenlignet med den årlige strøm. Det orange punkt repræsenterer det aktuelle netværk med dets indstillede transmissionslinjetærskel X-aksen repræsenterer den årlige strømning og y-aksen den nødvendige investering for det komplette netværk. Bemærk, at x-aksen ikke er lineær og kan være forvirrende. Kontroller altid de faktiske værdier! Det orange punkt repræsenterer netværket ved den aktuelt indstillede transmissionslinjetærskel . Afvigelser fra den nødvendige investeringsindikator er almindelige, da grafikken genereres med en lavere nøjagtighed på grund af beregningsmæssig kompleksitet. Tendensen og forløbet af grafen repræsenterer, hvordan transmissionslinjetærsklen påvirker netværket og kan være virkelig nyttigt. Især i forbindelse med den næste grafik . I tilfælde af små netværk viser denne grafik muligvis ikke nogen nyttige oplysninger, da netværket ikke er komplekst nok til variationer.
Denne grafiske plot udjævner varmeomkostninger og den nødvendige transmissionslinjetærskel for en bestemt strøm. De orange punkter repræsenterer værdien med den aktuelt indstillede transmissionslinjetærskel X-aksen repræsenterer den årlige strømning og y-aksen begge niveauerede varmeomkostninger og transmissionslinjetærsklen . De orange punkter repræsenterer netværket ved den aktuelt indstillede transmissionslinjetærskel . Da transmissionslinjetærskelkurven kan skalere meget højere end de niveauerede omkostninger, kan det være nyttigt at deaktivere visningen af transmissionslinjetærskelkurven, som vist på billedet herunder. I tilfælde af små netværk viser denne grafik muligvis ikke nogen nyttige oplysninger, da netværket ikke er komplekst nok til variationer.
Nogle gange kan det være nyttigt at skjule transmissionslinjetærsklen i grafikken for at analysere de niveauerede omkostninger. Afvigelser fra de niveauerede omkostninger ved varmeindikatoren er almindelige, da grafikken genereres med en lavere nøjagtighed på grund af beregningsmæssig kompleksitet. Tendensen og forløbet af grafen repræsenterer, hvordan transmissionslinjetærsklen påvirker netværket og kan være virkelig nyttigt. Når først den ønskede niveauerede varmeomkostning er valgt, kan transmissionslinjetærskelkurven genaktiveres, og den tilsvarende transmissionslinjetærskel for den ønskede niveauerede omkostning kan læses ved at holde markøren over kurven på dette tidspunkt. Flere detaljer om brugen af grafikken findes her.
Denne grafik viser den samlede strøm gennem netværket gennem året. Den lavere grafik repræsenterer den gennemsnitlige dag. X-aksen repræsenterer tid og y-aksens effekt. De blå kurver repræsenterer varmebehovet i DH-områderne, og de røde den tilgængelige overskydende varme. Skæringspunktet mellem begge kurver repræsenterer den faktiske samlede strøm af varme. Den øverste grafik viser strømmen over året og den nederste strømmen af den gennemsnitlige dag. Bemærk, at tidsopløsningen skal indstilles mindst til "måned" for den øverste og "time" for at den nederste grafik skal være repræsentativ.
Det centrale element i overskudsvarmemodulet er den anvendte kildevaskmodel. Det konstruerer et transmissionsnetværk med mindstelængde og beregner strømmen for hver time af året baseret på boligopvarmningsprofiler med Nuts2-opløsning og industribelastningsprofiler med Nuts0-opløsning. Baseret på gennemsnitlige spidsstrømme gennem året kan omkostningerne for hver transmissionslinje og varmeveksler på kildesiden og synksiden beregnes.
Baseret på Nuts0 ID og industrisektoren tildeles en årelang opløst belastningsprofil til hver kilde.
Baseret på fjernvarmepotentialet beregnes modul oprette ens indgangspunkter i de sammenhængende områder. Afhængigt af Nuts2 ID for indgangspunkterne tildeles en belastningsprofil.
Inden for en indstillet radius kontrolleres det, hvilke kilder der er inden for rækkevidde af hinanden, hvilke dræn, der er inden for rækkevidde af hinanden, og hvilke dræn, der er inden for rækkevidde for kilder. Dette kan repræsenteres af en graf med kilder og dræn, der danner knudepunkter og toppunkt i området, der er forbundet med en kant.
Et minimumsspændende træ beregnes med afstanden af kanterne som vægt. Dette resulterer i, at en graf bevarer sin forbindelse, samtidig med at den har en samlet total længde af kanter. Bemærk, at indgangspunkter for sammenhængende områder er internt forbundet, da de danner deres eget distributionsnet.
Den maksimale strømning fra kilderne til dræn beregnes for hver time af året.
Årets topstrøm i gennemsnit over 3 timer bestemmer den krævede kapacitet for transmissionslinier og varmevekslere. Omkostningerne ved transmissionslinjerne afhænger af længden og kapaciteten, mens omkostningerne ved varmevekslerne kun påvirkes af kapaciteten. På kildesiden antages en luft til væske varmeveksler med integreret pumpe til transmissionsledningen og på synksiden antages en væske til væske varmeveksler.
Da omkostningerne og strømningen af hver transmissionslinie er kendt, kan linierne med det højeste forhold mellem omkostninger og strømning fjernes, og strømmen beregnes igen, indtil en ønsket omkostning pr. Strøm er opnået.
Til beregning af afstanden mellem to punkter bruges en lille vinkel tilnærmelse af loxodrome længde. Selvom der også er en nøjagtig implementering af ortodromafstanden, har den øgede nøjagtighed ingen reel fordel på grund af de små afstande, der for det meste er mindre end 20 km, og usikkerheden omkring den virkelige transmissionslinjelængde på grund af mange faktorer som topologi. Hvis to punkter er inden for radiusområdet, gemmes det i en adjacency-liste. Oprettelsen af sådanne sammenhængende lister udføres mellem kilder og kilder, dræn og dræn og kilder og dræn. Årsagen til adskillelsen ligger i fleksibiliteten til at tilføje visse temperaturkrav til kilder eller dræn.
Baseret på igraph-biblioteket implementeres en NetworkGraph-klasse med al den nødvendige funktionalitet til beregningsmodulet. Mens igraph er dårligt dokumenteret, tilbyder det meget bedre ydelse end rene pythonmoduler som NetworkX og en bredere platformstøtte ud over Linux i modsætning til grafværktøj. NetworkGraph-klassen beskriver kun et netværk på overfladen, men indeholder 3 forskellige grafer. For det første grafen, der beskriver netværket, som det er defineret af de tre sammenhængende lister. For det andet korrespondance graf graf internt forbinder dræn i det samme sammenhængende område og sidst den maksimale flow graf brugt til den maksimale flow beregning.
Indeholder kun de virkelige kilder og dræn som vertikater.
Hver vask har et korrespondance-id, som angiver, om det er internt forbundet med et allerede eksisterende netværk som i sammenhængende områder. Sænke med samme korrespondance-id er forbundet til et nyt toppunkt med kanter med nulvægt. Dette er afgørende for beregningen af et minimumsspændende træ, og grunden til, at korrespondancegrafen bruges til det. Denne funktion implementeres også til kilder, men ikke brugt.
Da igraph ikke understøtter flere kilder og synker i sin maksimale strømningsfunktion er der behov for en hjælpegraf. Det introducerer en uendelig kilde og synkekode. Hver ægte kilde er forbundet til den uendelige kilde, og enhver ægte vask er forbundet med den uendelige vask ved en kant. Bemærk, at hvis en håndvask er forbundet til en korrespondance-toppunkt, vil dette toppunkt være tilsluttet snarere end vasken.
Baseret på korrespondance graf er det mindst spændende træ beregnet. Kanterne, der forbinder de sammenhængende dræn, har altid vægten 0, så de vil altid forblive en del af det mindste spændende træ.
Strømmen gennem kanterne, der forbinder de reelle kilder eller dræn til henholdsvis den uendelige kilde eller synke, er begrænset til den virkelige kapacitet af hver kilde eller synke. Af numeriske grunde er kapaciteterne normaliseret, så den største kapacitet er 1. Strømningen gennem delmængden af kanter indeholdt i korrespondance graf er begrænset til 1000, hvilket til alle intense og formål skal tilbyde ubegrænset strømning. Derefter beregnes den maksimale strømning fra den uendelige kilde til den uendelige vask, og strømmen omklassificeres til dens oprindelige størrelse. Da kohærente dræn ikke er direkte forbundet med det uendelige synkehvirvel, men ved korrespondancehøjde er strømmen gennem det begrænset til summen af alle sammenhængende dræn.
Implementeringen af igraphs maksimale flowfunktion bruger Push-relabel-algoritmen. Denne type algoritme er ikke omkostningsfølsom og finder muligvis ikke altid den korteste måde at dirigere flowet på. En omkostningsfølsom algoritme er ikke tilgængelig i igraph, og ydeevnen vil sandsynligvis være lav til at være i stand til at løse en timebaseret strøm gennem året. Men på grund af den forudgående reduktion til et minimumsspændende træ er de tilfælde, hvor en ikke-ideel løsning er valgt, meget begrænsede og usandsynlige. Push-relabel-algoritmen har også en tendens til at dirigere strømmen gennem den mindste mængde kanter. Igraph-implementeringen ser ud til at være deterministisk i rækkefølgen af tildeling af strømmen, hvis graferne i det mindste er automorfismer, hvilket er vigtigt for den timebaserede strømningsberegning, da enhver kunstigt indført strømningsoscillation mellem kanter er uønsket.
Varmekilderne er hentet fra den industrielle database. Baseret på deres overskydende varme, Nuts0 ID og industriel sektor oprettes en belastningsprofil, der dækker hver time af året for hvert sted. Den tilpassede tilføjelse af websteder er planlagt.
Kølerne er baseret på sammenhængende områder med et kendt varmebehov. De sammenhængende områder danner en maske til et gitter, på hvilket ensidistente punkter er placeret som indgangspunkter. Afhængigt af det valgte Nuts2 ID tildeles en boligvarmeprofil til drænene. Den tilpassede tilføjelse af indgangspunkter og dræn er planlagt.
De nævnte belastningsprofiler består af 8760 punkter, der repræsenterer belastningen for hver time i de 365 dage. Yderligere information om belastningsprofiler kan findes her.
Da fjernvarmeanlæg har en stor varmekapacitet, betyder en maksimal strømning ikke, at transmissionsledningerne skal levere den korte varmeeffekt øjeblikkeligt. Derfor bestemmes de krævede kapaciteter af transmissionslinier og varmevekslere af den gennemsnitlige spidsbelastning. Specifikt bruges den numpy konvolutionsfunktion til at gennemsnit strømmen i løbet af de sidste tre timer ved at sno sig sammen med en konstant funktion. Afhængig af denne værdi vælges en transmissionslinie fra følgende tabel.
Specifikke omkostninger ved anvendte transmissionslinjer
| Effekt i MW | Omkostninger i € / m | Temperatur i ° C | | ------------- |: -------------: | -----: | | 0,2 | 195 | <150 | | 0,3 | 206 | <150 | | 0,6 | 220 | <150 | | 1.2 | 240 | <150 | | 1.9 | 261 | <150 | | 3.6 | 288 | <150 | | 6.1 | 323 | <150 | | 9.8 | 357 | <150 | | 20 | 426 | <150 | | 45 | 564 | <150 | | 75 | 701 | <150 | | 125 | 839 | <150 | | 190 | 976 | <150 | | > 190 | 976 | <150 |
Omkostningerne ved varmeveksleren på kildesiden, der antages som luft til væske, beregnes med
C HSource (da-P) = P- peak * 15.000 € / MW.
Omkostningerne ved væske til væskevarmeveksler på synksiden bestemmes med
C HSink (da-P) = P- peak * 265.000 € / MW, hvis P- peak <1MW eller
C HSink (da-P) = P- peak * 100.000 € / MW ellers.
Omkostningerne ved pumpen følger
C Pump (da-P) = P peak * 240.000 € / MW hvis P peak <1MW eller
C Pump (da-P) = P peak * 90.000 € / MW ellers.
Med en omkostningsstrømningstærskel for transmissionslinjer kan de fjernes, hvis de overskrides for at forbedre forholdet mellem flow og omkostninger. Efter fjernelse af kanter skal strømmen genberegnes, da kontinuiteten i strømningen i grafen ikke er garanteret længere. Forholdet mellem omkostninger og strømning kan muligvis også stige for andre kanter nu, så denne proces gentages, indtil summen af alle strømme ikke ændrer sig mere.
Først indlæses varmekilder og dræn med deres belastningsprofiler. Derefter udføres den faste radius-søgning, og netværket initialiseres. Derefter reduceres netværket til dets minimale spændende træ, og den maksimale strøm beregnes for hver time af året. Baseret på strømmen beregnes omkostningerne for hver varmeveksler, pumpe og transmissionsledning. Hvis der er defineret et tærskel-omkostnings- til strømningsforhold, udføres fjernelse af transmissionslinieproceduren. I sidste ende returneres de samlede omkostninger og den samlede strøm af netværket og netværkets layout.
Det nuværende CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL er beregnet til at hjælpe brugeren med at identificere integrationspotentialer for overskydende varme i fjernvarmenet. Selvom der er givet adskillige analysefunktioner for ikke at begrænse brugeren, skal det eksplicit påpeges, at dette ikke er en detaljeret teknisk planlægning. Potentialerne er baseret på CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL. Denne CM identificerer områder med gunstige betingelser for fjernvarmenet. CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL viser således, hvor meget varme der kunne dækkes af industriel overskydende varme i disse områder. Dette betyder dog ikke, at der allerede findes et fjernvarmenet i denne region. En applikationsorienteret brug af værktøjet for praktikere kunne derfor se ud som følger:
Tilføj om nødvendigt dine egne data om overskydende varme, der giver virksomheder i regionen tilføjelsesindustrien cm.
Tænd for "overskydende varme til industrielle steder"
Udfør CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL.
Værdien
Denne grafik sammenligner DH-potentialet, total overskudsvarme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme. viser, hvor meget varme der kan dækkes af overskydende varme i det undersøgte område.
Indikatorer Nødvendige investeringer, årlige omkostninger og niveauerede varmeomkostninger viser de specifikke varmeproduktionsomkostninger for hele netværket. Bemærk: de viste omkostninger er estimeret ved hjælp af en forenklet fremgangsmåde. Disse omkostninger gælder ikke for individuelle rørledninger. De viste omkostninger kan imidlertid bruges som en forenklet startantagelse som transportomkostninger til integration af overskydende varme i et muligvis nærliggende fjernvarmenet.
Fra ovenstående kunne følgende arbejdshierarki bruges:
Kontroller, om der findes et fjernvarmenet eller er planlagt i den pågældende region.
De viste rør indeholder strømme. Der kan du se, hvor meget overskydende varme der transporteres fra de respektive kilder. De berørte virksomheder kunne nu kontaktes. Sandsynligvis først virksomhederne med de høje mængder.
Transmissionslinje og dens strøm Kontroller DH Potential CM for at tilpasse indgange, så der dannes et dh-område.
Kontroller laget "industrielle steder" i valg af bruger.
Kontroller advarsel .
Forøg søgeradius
Forøg transmissionslinjetærsklen
Kontroller land og undersektor for uploadede industrielle websteder.
CM har ikke adgang til boligopvarmningsprofildata, der skal udføres i dette område.
Prøvekørsel i PL22 med standardparametre. Det anbefales at tænde for overskydende varmesteder i fanen lag.
Prøvekørsel i PL22. De lyserøde områder repræsenterer fjernvarmen. Den orange cirkler varmekilden og de orange linjer transmissionslinierne i netværket. Denne grafik sammenligner DH-potentialet, total overskudsvarme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme. Denne grafik viser omkostningerne ved netværket sammenlignet med den årlige strøm. Det orange punkt repræsenterer det aktuelle netværk med dets indstillede transmissionslinjetærskel I dette tilfælde kan vi se, at der er meget mere overskydende varme til rådighed end brugt, men på den anden side opnås næsten den maksimale mulige strømning, da det orange punkt er på 1530 GWh pr. År. I dette tilfælde kan øget søgeradius være med til at distribuere mere overskydende varme. I prøvekørsel 2 vil vi gøre nøjagtigt det.
Denne grafiske plot udjævner varmeomkostninger og den nødvendige transmissionslinjetærskel for en bestemt strøm. De orange punkter repræsenterer værdien med den aktuelt indstillede transmissionslinjetærskel Nogle gange kan det være nyttigt at skjule transmissionslinjetærsklen i grafikken for at analysere de niveauerede omkostninger. Denne grafik viser den samlede strøm gennem netværket gennem året. Den lavere grafik repræsenterer den gennemsnitlige dag. Da standardtidsopløsningen er indstillet til "uge", er den konstant i dette tilfælde. Prøvekørsel i PL22 med maksimal søgeradius sat til 40 km.
Prøvekørsel i PL22. De lyserøde områder repræsenterer fjernvarmen. Den orange cirkler varmekilden og de orange linjer netværkets overføringslinjer. Netværket er meget større end i den første prøvekørsel.
Denne grafik sammenligner DH-potentialet, total overskudsvarme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme. Mere overskydende varme bruges.
Denne grafik viser omkostningerne ved netværket sammenlignet med den årlige strøm. Det orange punkt repræsenterer det aktuelle netværk med dets indstillede transmissionslinjetærskel Denne grafiske plot udjævner varmeomkostninger og den nødvendige transmissionslinjetærskel for en bestemt strøm. De orange punkter repræsenterer værdien med den aktuelt indstillede transmissionslinjetærskel Nogle gange kan det være nyttigt at skjule transmissionslinjetærsklen i grafikken for at analysere de niveauerede omkostninger. Vi kan se et lokalt minimum af niveauerede omkostninger til varmeforsyning til 4900 GWh pr. År. Ved at svæve over den grønne linje kan vi bestemme, at dette opnås med en transmissionslinjetærskel på 0,11 ct / kWh. I prøvekørsel 3 skal vi prøve at finde dette netværk.
Denne grafik viser den samlede strøm gennem netværket gennem året. Den lavere grafik repræsenterer den gennemsnitlige dag. Da standardtidsopløsningen er indstillet til "uge", er den konstant i dette tilfælde. Prøvekørsel i PL22 med maksimal søgeradius indstillet til 40 km, transmissionslinjetærsklen indstillet til 0,11ct / kWh og tidsopløsningen indstillet til "time".
Prøvekørsel i PL22. De lyserøde områder repræsenterer fjernvarmen. Den orange cirkler varmekilden og de orange linjer transmissionslinierne i netværket. Netværket er mindre end i anden løb, men beholder meget af strømmen.
Denne grafik sammenligner DH-potentialet, total overskudsvarme, tilsluttet overskudsvarme og brugt overskudsvarme. Denne grafik viser omkostningerne ved netværket sammenlignet med den årlige strøm. Det orange punkt repræsenterer det aktuelle netværk med dets indstillede transmissionslinjetærskel Denne grafiske plot udjævner varmeomkostninger og den nødvendige transmissionslinjetærskel for en bestemt strøm. De orange punkter repræsenterer værdien med den aktuelt indstillede transmissionslinjetærskel Nogle gange kan det være nyttigt at skjule transmissionslinjetærsklen i grafikken for at analysere de niveauerede omkostninger. Vi kan se, at vi lige rammer det lokale minimum. Forskellen i grafiske omkostnings tilnærmelsesgrafer til indikatorerne er forårsaget af tilnærmelsesfejl. Men disse fejl er for det meste systematiske og udligner derfor ikke minimum, men skalerer kun kurven på en anden måde. Den niveauerede omkostningsindikator viser nu 0,84 ct / kWh i stedet for 1,09 ct / kWh i anden løb.
Denne grafik viser den samlede strøm gennem netværket gennem året. Den lavere grafik repræsenterer den gennemsnitlige dag. Denne gang med tidsopløsningen indstillet til "time" er den gennemsnitlige dag repræsenteret korrekt. Denne side er skrevet af Ali Aydemir * og David Schilling *
* Fraunhofer ISI Fraunhofer ISI, Breslauer Str. 48, 76139 Karlsruhe
Copyright © 2016-2018: Ali Aydemir, David Schilling
Creative Commons Attribution 4.0 International licens Dette værk er licenseret under en Creative Commons CC BY 4.0 International licens.
SPDX-licens-id: CC-BY-4.0
Licens-tekst: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Vi vil gerne overbringe vores dybeste forståelse til Horizon 2020 Hotmaps-projektet (tilskudsaftale nr. 723677), som gav finansieringen til at gennemføre den nuværende undersøgelse.
This page was automatically translated. View in another language:
English (original) Bulgarian* Croatian* Czech* Dutch* Estonian* Finnish* French* German* Greek* Hungarian* Irish* Italian* Latvian* Lithuanian* Maltese* Polish* Portuguese (Portugal, Brazil)* Romanian* Slovak* Slovenian* Spanish* Swedish*
* machine translated