Wiki ievads

Datu kopas

Rīka vispārīgās funkcijas un struktūra

Aprēķinu moduļi (CM)

Kā lietot rīkkopa Hotmaps

Izstrādātājiem

Hotmaps logotips

Satura rādītājs

Vienā acu uzmetienā

Izmantojot šo aprēķina moduli, jūs varat noteikt potenciālās centralizētās siltumapgādes zonas, pamatojoties uz vienkāršotu siltuma sadales un pārvades izmaksu novērtējumu. Ievads modulī ir siltuma pieprasījums un kopējās grīdas platības blīvuma kartes, tīkla paplašināšanas izmaksas, siltuma pieprasījuma un pieslēguma likmju attīstība, nolietojuma laiks, procentu likme un pieņemto siltuma sadales izmaksu slieksnis. Turklāt tas aprēķina pārvades līniju izmaksas starp identificētajiem centralizētās siltumapgādes rajoniem.

To Top

Ievads

Šajā aprēķina modulī tiek izmantota siltuma blīvuma karte (HDM) un kopējās grīdas platības blīvuma karte, lai ierosinātu uz ĢIS balstītu metodi potenciālo siltuma zonu noteikšanai, īpašu uzmanību pievēršot centralizētās siltumapgādes (DH) tīkla izmaksām. Rīkjoslā lietotājam ir iespēja izmantot noklusējuma datu kopu, ko nodrošina rīku komplekts, proti, siltuma pieprasījuma blīvuma karti un kopējās grīdas platības blīvuma karti , vai arī izmantot savus tāda paša veida slāņus, kas tiek augšupielādēti personīgajā Hotmaps kontā. DH laukumus nosaka, veicot jutības analīzi HDM, ņemot vērā iepriekš noteiktu vidējo izplatīšanas izmaksu augšējo robežu. Pieeja papildus ļauj novērtēt pārvades līniju garumu un diametru un ar to saistītās izmaksas. Rezultāti ir GIS slāņi, kas ilustrē teritorijas, kas ir ekonomiski dzīvotspējīgas DH būvniecībai, kā arī minimālu izmaksu pārvades līnijas, kas savieno šos reģionus savā starpā. Aprēķina moduli var izmantot, lai pētītu tādu parametru kā tīkla izmaksu griesti un tirgus daļa ietekmi uz potenciālu, kā arī uz CŠ sistēmu paplašināšanu un paplašināšanu.

To Top

Ieejas un izejas

CM ievades slāņi un parametri, kā arī izvades slāņi un parametri ir šādi.

Ievades slāņi un parametri ir:

  • Parametri:
    • Pirmais ieguldījumu gads
    • Pagājušais investīciju gads: nosaka, pēc cik gadiem jums jāsasniedz mērķa siltumtīklu tirgus daļa.
    • Nolietojuma laiks gados : lielāks nolietojuma laiks padara kopējās izmaksas zemākas, jo jūsu sistēma kalpos ilgāk un kalpos vairāk
    • Uzkrātais enerģijas ietaupījums: paredzamā enerģijas attiecība, kas tiek ietaupīta pēdējā investīciju gadā, piemēram, ēku modernizēšanas dēļ, salīdzinājumā ar siltuma pieprasījumu investīciju pirmajā gadā . lielāks uzkrātais enerģijas ietaupījums nozīmē zemāku siltuma pieprasījuma blīvumu un, iespējams, tas izraisīs augstākas specifiskās sadales tīkla izmaksas.
    • CK tirgus daļa investīciju perioda sākumā: parāda pašreizējo stāvokli izvēlētajā apgabalā.
    • CH tirgus daļa ieguldījumu perioda beigās: mērķa tirgus daļa, kuru vēlaties sasniegt.
    • Procentu likme
    • CH tīkla izmaksu griesti EUR / MWh : Potenciālajās CH zonās sadales tīkla izmaksas nedrīkst pārsniegt šo noteikto sadales tīkla izmaksu griestus.
    • Būvniecības izmaksu konstante EUR / m, kā arī būvniecības izmaksu koeficients EUR / m 2
    • Pilnas slodzes stundas: tiek izmantota, lai aprēķinātu maksimālo slodzi, kas ir svarīga cauruļu izmēram. Šeit to izmanto tikai transporta režģim.
    • MIPGap: optimizācijas risinātāja opcija, ar kuras palīdzību jūs varat noteikt, cik precīzai jābūt jūsu atbildei. Ņemiet vērā, ka mazākas atstarpes rada lielāku precizitāti ar augstāku procesora laiku.
  • Slāņi:
    • Siltuma blīvuma karte un grīdas platības blīvuma karte: noklusējuma kartes ir norādītas rīkjoslā; pašu augšupielādētās kartes var izmantot arī CM
      • rastra formātā (* .tif)
      • ar 1 hektāra izšķirtspēju
      • pieprasījuma blīvums MWh / ha un bruto grīdas platības blīvums m 2 / ha

Izejas slāņi un parametri ir:

  • Parametri:
    • Kopējais pieprasījums izvēlētajā reģionā pirmajā investīciju gadā MWh
    • Kopējais pieprasījums izvēlētajā reģionā pēdējā investīciju gadā MWh
    • Maksimālais siltumapgādes sistēmas potenciāls ieguldījumu periodā MWh
    • Enerģētiskās īpašās CH tīkla izmaksas EUR / MWh
    • Enerģētiskās specifiskās siltumapgādes sadales tīkla izmaksas EUR / MWh
    • Enerģētiskās specifiskās CŠ pārvades tīkla izmaksas EUR / MWh
    • Īpašās siltumapgādes sadales tīkla izmaksas par metru EUR / m
    • Īpašās siltumapgādes tīkla pārvades tīkla izmaksas par metru EUR / m
    • Kopējās tīkla izmaksas - mūža rente EUR / gadā
    • Kopējās sadales tīkla izmaksas - mūža rente EUR / gadā
    • Kopējās pārvades tīkla izmaksas - mūža rente EUR / gadā
    • Kopējais sadales tīkla tranšejas garums km
    • Transmisijas tīkla tranšejas kopējais garums km
    • Kopējais saskaņoto apgabalu skaits
    • Ekonomiski saskaņotu apgabalu skaits
  • Slāņi:
    • Siltuma pieprasījuma blīvums investīciju perioda pēdējā gadā (ņemot vērā enerģijas ietaupījumu) rastra formātā
    • CJ apgabali (gan ekonomiski, gan neekonomiski) formefile formātā
    • Pārvades līnijas un to jaudas faila formātā

To Top

Metode

Šeit sniegts īss metodoloģijas skaidrojums. Lai iegūtu pilnīgāku metodoloģijas un formulējumu skaidrojumu, lūdzu, skatiet atklātās piekļuves dokumentu, kas publicēts par šo aprēķina moduli [ 1 ].

Aprēķina moduļa mērķis ir atrast reģionus, kuros siltumapgādes sistēmas var uzbūvēt, nepārsniedzot lietotāja noteikto vidējo īpatnējo izmaksu griestus EUR / MWh . Tas tiek darīts, ievērojot šādus pieņēmumus:

  • Ekonomiskais karstā apgabala rajons ar vislielāko siltuma pieprasījumu tiek uzskatīts par vienīgo pieejamo siltuma avotu. Tas ražo siltumu sev un visām citām ekonomiski saskaņotām teritorijām.
  • starp divām CH zonām siltums var plūst vienā virzienā,
  • gada siltuma pieprasījums tiek uzskatīts par nemainīgu pēc pēdējā ieguldījumu perioda gada
  • noteiktās tirgus daļas un relatīvais enerģijas ietaupījums ir vienāds visās analizētās zonas šūnās.
  • Modelis izveido tikai vienu pieslēgtu CH sistēmu. Nav iespējams izveidot divus vai vairākus neatkarīgus tīklus.
  • Ievades parametrs "tīkla izmaksu griesti" tiek reizināts ar ~ 95%, lai iegūtu sadales tīkla izmaksu griestus. Šo vērtību izmanto, lai noteiktu potenciālos karstā apgabala laukumus.

Ekonomisko siltuma zonu noteikšana notiek trīs posmos. Sīkāku informāciju skatiet paredzētajos testa braucienos.

1. SOLIS: Sadales tīkla izmaksu aprēķins, pamatojoties uz siltuma pieprasījumu un zemes gabala attiecību, izmantojot atlasītās siltuma blīvuma un kopējās grīdas platības blīvuma kartes

2. SOLIS: Potenciālo CH zonu noteikšana

3. SOLIS: ekonomisko CH zonu un pārvades līniju jaudas un konfigurācijas noteikšana, kas nepieciešama, lai šīs zonas savienotu viena ar otru.

Risinātāja opcijas

Šajā aprēķina modulī optimizācijas problēmas risināšanai tiek izmantots Gurobi risinātājs. Lai garantētu stabilu aprēķina moduļa funkcionalitāti, esam ieviesuši vairākas iespējas optimizācijas problēmas risināšanai. Šīs iespējas ir šādas:

  • Starpība starp apakšējo un augšējo mērķa robežu ir iestatīta uz 0,01 (MIPGap = 1e-2).
    • Mazāka plaisa parasti sniedz precīzāku atbildi. Tomēr no CPU laika viedokļa tas var būt ļoti dārgs.
  • Relatīvā starpība starp primāro un duālo mērķa vērtību tika iestatīta uz 0,0001 (BarConvTol = 1e-4).
  • Risinātāja fokuss ir iestatīts uz 1, lai atrastu iespējamos risinājumus. Šeit uzmanība nav nedz optimāla, nedz objektīva (MIPFocus = 1).
  • Izmantotās RAM apjomu esam ierobežojuši līdz 500 MB, lai nenonāktu kritiskās situācijās dažādu lietotāju vienlaicīgas palaišanas gadījumā (NodefileStart = 0,5).

To Top

Šī aprēķina moduļa GitHub krātuve

Šeit jūs iegūstat šī aprēķina moduļa pilnīgu attīstību.

To Top

Izlases skrējiens

Šeit tiek izmantots aprēķinu modulis Vīnes (Austrija) gadījumu izpētei. Vispirms izmantojiet joslu "Go To Place", lai virzītos uz Vīni un izvēlētos pilsētu. Noklikšķiniet uz pogas "LAYERS", lai atvērtu joslu "LAYERS", un pēc tam noklikšķiniet uz cilnes "CALCULATION MODULE". Aprēķinu moduļu sarakstā izvēlieties "CM - APKURES APKURES POTENCIĀLS: EKONOMISKAIS NOVĒRTĒJUMS".

Test Run: noklusējuma ievades vērtības Vīnes gadījumu izpētei

Rīkjoslā norādītās noklusējuma vērtības būtībā ir piemērotas Vīnei, ti, tās var nederēt citiem reģioniem, un tās jāpielāgo atkarībā no jūsu veiktā gadījuma pētījuma. Aprēķins tiek veikts par periodu no 2018. līdz 2030. gadam (2018. gads ir 0. gads, un 2030. gads ir 12. gads, un ieguldījumu periods būs 12 gadi). Paredzamais uzkrātais enerģijas ietaupījuma koeficients parāda siltuma pieprasījuma samazinājumu salīdzinājumā ar investīciju perioda sākumu (2018. gads). CH tirgus daļa attiecas uz tirgus daļu CH apgabalos. Tās vērtība ieguldījumu perioda sākumā (2018. gads) parāda faktisko tirgus daļu (parasti zināma). Paredzamā tirgus daļa investīciju perioda beigās ir tā, kuru jūs sagaidāt sasniegt. Šī vērtība nāk no ceļu kartēm, scenārijiem, politikas utt. Noklusējuma gadījumā mēs ņemam vērā procentu likmi 5 procenti. CH tīkla izmaksu griesti tiek reizināti ar ~ 95%, lai iegūtu sadales tīkla izmaksu griestus. Izmantojot šo vērtību, tiek iegūti potenciālie karstā apgabala laukumi. Potenciālajos apgabalos vidējās sadales tīkla izmaksas nedrīkst pārsniegt sadales tīkla izmaksu griestus. Pilnas slodzes stundu vērtību izmanto, lai novērtētu maksimālo slodzi un atrastu piemērotu pārvades tīkla izmēru.

Būvniecības izmaksu konstante un būvniecības izmaksu koeficients rodas no atsauces [ 2, 3 ]. Iegūtie reģioni ir ļoti jutīgi pret šīm vērtībām. Tāpēc kā vispārīgu komentāru mēs iesakām vispirms aprēķināt, izmantojot šīs vērtības, un tikai tad, ja domājat, ka šīs vērtības noved pie jūsu rezultātu pārāk vai pārāk zemu novērtēšanas, pēc tam tos modificējiet.

Pēc noklusējuma aprēķinam tiek izmantota siltuma blīvuma karte un kopējās grīdas platības blīvuma karte, ko nodrošina rīkjosla. Aprēķina veikšanai varat izmantot savus augšupielādētos slāņus. Šajā izlases režīmā mēs izmantojam noklusējuma slāņus.

Tagad nospiediet pogu "RUN CM" un pagaidiet, līdz aprēķins ir pabeigts.

SVARĪGA PIEZĪME . Lūdzu, ņemiet vērā, ka šī aprēķina moduļa izmantošana var aizņemt vairākas minūtes, lai atrastu galīgo risinājumu. Ja aprēķins aizņem ļoti ilgu laiku (vairāk nekā 10 minūtes), aprēķinam izvēlieties mazāku reģionu. Patvaļīgu vērtību izmantošana var izraisīt arī ilgu aprēķina laiku. Tāpēc pārliecinieties, vai jūsu norādītās vērtības ir piemērotas atlasītajam reģionam.

Šajā attēlā parādīti iegūtie rezultāti par dotajiem ievades parametriem Vīnē. Svarīgākie rādītāji ir parādīti logā REZULTĀTI. Turklāt jūs varat iegūt dažus rādītājus, nospiežot katru atsevišķu iespējamo apgabalu kartē.

Figure 1

Izejas slāņi tiks parādīti joslā LAYERS sadaļā Aprēķinu modulis.

To Top

Atsauces

[1] Fallahnejad M., Hartner M., Kranzl L., Fritz S. Centralizētās siltumapgādes sistēmu sadales un pārvades investīciju izmaksu ietekme uz centralizētās siltumapgādes potenciālu. Energy Procedia 2018; 149: 141–50. doi: 10.1016 / j.egypro.2018.08.178.

[2] Persson U., Werner S. Siltuma sadale un centralizētās siltumapgādes konkurētspēja nākotnē. Appl Energy 2011; 88: 568–76. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2010.09.020.

[3] Persson U, Wiechers E, Möller B, Werner S. Heat Roadmap Europe: Siltuma sadales izmaksas. Enerģētika 2019; 176: 604–22. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.03.189.

To Top

Kā citēt

Mostafa Fallahnejad, Hotmaps-Wiki, CM-Central-heat-potential-Economic-Assessment (2020. gada septembris)

To Top

Autori un recenzenti

Šīs lapas autors ir Mostafa Fallahnejad ( EEG - TU Wien ).

☑ Šo lapu pārskatīja Marcul Hummel ( e-think ).

To Top

Licence

Autortiesības © 2016-2020: Mostafa Fallahnejad

Creative Commons Attribution 4.0 starptautiskā licence

Šis darbs ir licencēts saskaņā ar Creative Commons CC BY 4.0 starptautisko licenci.

SPDX-licences identifikators: CC-BY-4.0

Licences teksts: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html

To Top

Pateicība

Mēs vēlamies paust visdziļāko pateicību projektam Horizon 2020 Hotmaps (grantu līguma numurs 723677), kas nodrošināja finansējumu šīs izmeklēšanas veikšanai.

To Top

This page was automatically translated. View in another language:

English (original) Bulgarian* Czech* Danish* German* Greek* Spanish* Estonian* Finnish* French* Irish* Croatian* Hungarian* Italian* Lithuanian* Maltese* Dutch* Polish* Portuguese (Portugal, Brazil)* Romanian* Slovak* Slovenian* Swedish*

* machine translated