not logged in | [Login]
Acest potențial de transport de căldură CM - EXCESS va ajuta utilizatorul să identifice potențialele de integrare a excesului de căldură în rețelele de termoficare. Potențialele se bazează pe potențialul de încălzire pe bază de risc. Acest CM identifică zonele cu condiții favorabile pentru rețelele de termoficare. POTENȚIALUL DE TRANSPORT DE CALCĂ CM - EXCESS arată cât de multă căldură ar putea fi acoperită de excesul de căldură industrială în aceste zone. Totuși, acest lucru nu înseamnă că în această regiune există deja o rețea de termoficare.
Următoarele date și metode sunt combinate pentru sarcina anterioară.
Date:
Cerințe de încălzire pentru zonele din apropiere, cu condiții favorabile pentru rețelele de termoficare, care sunt dizolvate pe oră (din potențialul de încălzire a sistemului de încălzire).
Date privind cantitățile excesive de căldură ale companiilor industriale din zonă, care sunt, de asemenea, rezolvate pe oră (din baza de date industrială a setului de date).
Ipoteze cu privire la costurile schimbătorilor de căldură, pompe și conducte, precum și pierderi de căldură pentru conductele de încălzire urbană.
Metoda (simplificată):
Scopul metodei este de a reprezenta cel mai mare flux de căldură în exces posibil cu nu prea multe și, prin urmare, conducte prea lungi pentru posibilii utilizatori de termoficare, prin generarea de rețele cu debit maxim. Cu toate acestea, liniile de transport deosebit de ineficiente (cu fluxuri de căldură scăzute și astfel costuri specifice de transport al căldurii) nu sunt luate în considerare în rețeaua finală. Pragul pentru eficiența economică a liniilor de transport individuale poate fi specificat de utilizator (a se vedea pragul liniei de transmisie).
Fundalul de bază al abordării este următorul: dacă există doar câteva surse de căldură în exces, o conductă unică pe sursă ar putea fi întotdeauna luată în considerare pentru transportul căldurii într-o zonă din apropiere, cu condiții favorabile pentru încălzirea în regiune. Cu toate acestea, dacă există mai multe surse de căldură în exces care trebuie să curgă în aceeași zonă, ar avea sens să colectăm căldura și să o transportăm în zonă într-o conductă comună mai mare. Abordarea cu o conductă pe sursă tinde să supraestimeze efortul pentru conducte.
Pentru a contracara cele de mai sus, problema planificării conductelor a fost aproximată presupunând o problemă a fluxului de rețea. Pentru a rezolva problema se folosește un euristic, în care excesul de căldură poate fi acumulat și transportat către posibilii utilizatori. Proiectarea metodică concretă a soluției cu abordarea arborelui de întindere minimă este descrisă în partea metodică corespunzătoare. Prin urmare, proiectarea conductei determinată în contextul anterior nu reprezintă o planificare detaliată sau o orientare reală a traseului, ci este utilizată doar pentru aproximarea costurilor pentru distribuirea cantităților de căldură în exces în zonele apropiate, cu condiții favorabile pentru rețelele de termoficare (a se vedea CM - POTENȚIAL DE ÎNCĂLZIRE A DISTRICTULUI, zone coerente cu cuvinte cheie). Această aproximare a costurilor se referă astfel la întreaga rețea.
Rezultatele ar trebui apoi mai întâi interpretate după cum urmează: dacă cantitățile de căldură în exces înregistrate urmau să fie transportate împreună în zonele apropiate indicate, atunci costurile pentru distribuția căldurii ar putea fi în ordinea mărimii, așa cum este indicat de instrument (cf. costul nivelat de alimentare cu căldură). De regulă, valorile pentru întreaga rețea sunt, de asemenea, un bun indicator de pornire pentru conductele individuale. Scopul rezultatelor este, prin urmare, de a oferi unui dezvoltator de proiecte sau a unui planificator un ordin de mărime pentru eventuale costuri de distribuție.
Zonele de încălzire a districtului (deocamdată furnizate direct de potențialul de încălzire în regiune
Baza de date industrială (implicit furnizată de caseta de instrumente)
Profiluri de încărcare pentru industrie
Profiluri de încărcare pentru încălzire rezidențială și apă caldă menajeră
Min. cererea de căldură în hectar
Vezi DH potențial CM .
Min. necesarul de căldură într-o zonă cu apă
Vezi DH potențial CM .
Raza de căutare în km
Lungimea maximă a unei linii de transmisie dintr-un punct în altul.
Durata de viață a echipamentelor în ani
Costurile nivelate de căldură sunt în conformitate cu această perioadă de timp.
Rata de reducere în%
Rata dobânzii pentru credit necesară pentru construirea rețelei.
Factorul de cost
Factorul de adaptare a costurilor de rețea în cazul în care valorile implicite nu reprezintă exact costurile. Investițiile necesare pentru rețea se înmulțesc cu acest factor. Costurile implicite pot fi găsite aici .
Costuri operaționale în%
Costurile operaționale ale rețelei pe an. În procente de investiții necesare pentru rețea.
Valoarea pragului pentru liniile de transmisie în ct / kWh
Costul maximizat de căldură pentru fiecare linie de transmisie individuală. Acest parametru poate fi utilizat pentru a controla costul de căldură nivelat pentru întreaga rețea. O valoare mai mică este egală cu un cost nivelat mai scăzut al căldurii, dar și o reducere a excesului de căldură folosită și invers.
Rezolvare de timp
Setează intervalul dintre calculele fluxului de rețea pe tot anul. Poate fi una dintre aceste valori: (oră, zi, săptămână, lună, an)
Rezoluție spațială în km
Setează distanța punctului de intrare în longitudine și direcție latitudine în zonele dh.
Linii de transmisie
Formați fișierul care arată liniile de transmisie sugerate cu temperatura, debitul termic anual și costul acestora. Detalii găsiți aici.
Excesul total de căldură în zona selectată în GWh
Excesul total de căldură disponibil în instalațiile industriale din zona selectată și în apropiere.
Căldură în exces conectată la GWh
Excesul total de căldură disponibil pentru instalațiile industriale conectate la o rețea.
Excesul de căldură utilizat în GWh
Excesul de căldură real utilizat pentru dh.
Investițiile necesare pentru rețea în euro
Investiția necesară pentru construirea rețelei.
Costurile anuale ale rețelei în € / an
Costuri cauzate de renta și costurile operaționale ale rețelei pe an.
Costuri nivelate ale alimentării cu căldură în ct / kWh
costuri de căldură nivelate ale rețelei complete.
Potențial DH și căldură în exces
Grafic care arată potențialul de DH, căldura totală în exces, căldura în exces conectată și căldura în exces. Detalii găsiți aici .
Excesul de căldură utilizat și investiția necesară
Grafic care arată căldura anuală livrată în exces pentru investițiile necesare pentru rețea. Detalii găsiți aici .
Excesul de căldură utilizat și costuri nivelate
Grafic care arată căldura anuală livrată în exces la costurile nivelate pentru rețea și pragul corespunzător al liniei de transmisie. Detalii găsiți aici .
Curbe de încărcare
Grafic care arată cererea lunară de căldură și excesul. Detalii găsiți aici .
Curbe de încărcare
Grafic care arată cererea medie de căldură zilnică și excesul. Detalii găsiți aici .
Exemplu de linie de transmisie afișată în caseta de instrumente Făcând clic pe linia de transmisie vor apărea informații suplimentare.
Acest grafic compară potențialul de DH, căldura totală, excesul de căldură conectat și excesul de căldură utilizat. Mai multe informații despre cererea anuală de căldură și potențialul de apă pot fi găsite aici . Căldura în exces, căldura în exces conectată și excesul de căldură utilizat sunt aceleași cu indicatorii lor numiți în mod egal.
Acest grafic prezintă costurile rețelei comparativ cu fluxul anual. Punctul portocaliu reprezintă rețeaua curentă cu pragul de linie de transmisie stabilit Axa x reprezintă fluxul anual, iar axa y investiția necesară pentru rețeaua completă. Rețineți că axa X nu este liniară și poate fi confuză. Verificați întotdeauna valorile reale! Punctul portocaliu reprezintă rețeaua la pragul de linie de transmisie stabilit în prezent. Abaterile de la indicatorul necesar investiției sunt comune, deoarece graficul este generat la o precizie mai mică din cauza complexității computationale. Tendința și cursul graficului reprezintă modul în care pragul liniei de transmisie afectează rețeaua și poate fi cu adevărat util. Mai ales în combinație cu următoarea grafică . În cazul rețelelor mici, acest grafic nu poate afișa informații utile, deoarece rețeaua nu este suficient de complexă pentru variații.
Acest grafic grafic a nivelat costurile de încălzire și pragul necesar liniei de transmisie pentru un anumit debit. Punctele portocalii reprezintă valoarea cu pragul de linie de transmisie stabilit în prezent Axa x reprezintă debitul anual, iar axa y atât costurile nivelate de căldură cât și pragul liniei de transmisie . Punctele portocalii reprezintă rețeaua la pragul de linie de transmisie stabilit în prezent. Întrucât curba pragului liniei de transmisie poate fi mult mai mare decât costurile nivelate, poate fi util să dezactivați vizualizarea curbei pragului liniei de transmisie, așa cum se arată în imaginea de mai jos. În cazul rețelelor mici, acest grafic nu poate afișa informații utile, deoarece rețeaua nu este suficient de complexă pentru variații.
Uneori poate fi util să ascundeți pragul liniei de transmisie în grafic pentru a analiza costurile nivelate. Abaterile de la costurile nivelate ale indicatorului de căldură sunt comune, deoarece graficul este generat la o precizie mai mică din cauza complexității de calcul. Tendința și cursul graficului reprezintă modul în care pragul liniei de transmisie afectează rețeaua și poate fi cu adevărat util. Odată ce a fost ales un cost nivelat de căldură dorit, curba pragului liniei de transmisie poate fi reabilitată și pragul corespunzător al liniei de transmisie pentru costul nivelat dorit poate fi citit trecând peste curba în acest moment. Mai multe detalii despre modul de utilizare a graficului găsiți aici.
Acest grafic arată fluxul total prin rețea pe tot parcursul anului. Graficul inferior reprezintă media zilei. Axa x reprezintă timpul și puterea axei y. Curbele albastre reprezintă necesarul de căldură al zonelor DH și roșu excesul de căldură disponibil. Intersecția ambelor curbe reprezintă debitul total de căldură. Graficul superior arată fluxul pe parcursul anului, iar cel inferior, fluxul zilei medii. Rețineți că rezoluția timpului trebuie să fie setată cel puțin la „lună” pentru ca partea superioară și „ora” să fie reprezentative pentru graficul inferior.
Elementul cheie al modulului de căldură în exces este modelul de chiuvetă sursă utilizat. Construiește o rețea de transmisie de lungime minimă și calculează debitul pentru fiecare oră din an pe baza profilelor de încărcare a rezidențialelor de încălzire cu rezoluție Nuts2 și a profilelor de încărcare a industriei cu rezoluție Nuts0. Pe baza fluxurilor medii de vârf pe tot parcursul anului pot fi calculate costuri pentru fiecare linie de transmisie și schimbător de căldură pe sursa și chiuveta.
Pe baza ID-ului Nuts0 și a sectorului industrial, un profil de încărcare pe oră rezolvat pe oră este atribuit fiecărei surse.
Pe baza modulului de calcul al potențialului de încălzire în regiune, în mod echidistant, sunt create puncte de intrare în zonele coerente. În funcție de ID-ul Nuts2 al punctelor de intrare, este atribuit un profil de încărcare.
Într-o rază setată, se verifică ce surse se situează între ele, ce chiuvete se află în raza de acțiune și ce chiuvete se află în raza de acțiune. Acest lucru poate fi reprezentat de un grafic cu surse și chiuvete care formează vertexurile și vârfurile în interval fiind conectate de o margine.
Un arbore de întindere minim este calculat cu distanța marginilor ca greutăți. Rezultă un grafic care își păstrează conectivitatea, având în același timp o lungime minimă totală a muchiilor. Rețineți că punctele de intrare ale zonelor coerente sunt conectate intern gratuit, deoarece formează propria rețea de distribuție.
Fluxul maxim de la surse la chiuvete se calculează pentru fiecare oră din an.
Fluxul maxim al anului în medie pe parcursul a 3 ore determină capacitatea necesară pentru liniile de transmisie și schimbătoarele de căldură. Costurile liniilor de transmisie depind de lungime și capacitate, în timp ce costurile schimbătorilor de căldură sunt influențate doar de capacitate. Pe partea sursei, se presupune un schimbător de căldură aer-lichid cu pompă integrată pentru linia de transmisie, iar pe partea chiuvetei se presupune un schimbător de căldură lichid către lichid.
Deoarece sunt cunoscute costul și fluxul fiecărei linii de transmisie, liniile cu cel mai mare raport cost / debit pot fi îndepărtate și fluxul recompus până la atingerea unui cost per flux dorit.
Pentru calculul distanței dintre două puncte se folosește o aproximare unghiulară mică a lungimii loxodromului. Deși există, de asemenea, o implementare exactă a distanței ortodromului, precizia crescută nu are niciun beneficiu real din cauza distanțelor mici mai ales mai mici de 20 km și a incertitudinii lungimii reale a liniei de transmisie din cauza multor factori precum topologia. Dacă două puncte sunt în raza de acțiune, acesta este stocat într-o listă de adiacență. Crearea unor astfel de liste de adjacență se realizează între surse și surse, chiuvete și chiuvete și surse și chiuvete. Motivul separării constă în flexibilitatea de a adăuga anumite cerințe de temperatură pentru surse sau chiuvete.
Pe baza bibliotecii igraph, o clasă NetworkGraph este implementată cu toate funcționalitățile necesare pentru modulul de calcul. Deși igraph este slab documentat, oferă o performanță mult mai bună decât modulele pure piton precum NetworkX și un suport mai larg de platformă dincolo de Linux, spre deosebire de grafic-tool. Clasa NetworkGraph descrie o singură rețea la suprafață, dar conține 3 grafice diferite. În primul rând, graficul care descrie rețeaua așa cum este definit de cele trei liste de adiacență. În al doilea rând, graficul de corespondență care conectează intern chiuvete din aceeași zonă coerentă și ultima graficul de flux maxim utilizat pentru calculul debitului maxim.
Conține numai sursele reale și se scufundă ca vertexuri.
Fiecare chiuvetă are nevoie de un cod de corespondență, care indică dacă este conectat intern de o rețea deja existentă, precum în zonele coerente. Chiuvete cu același id de corespondență sunt conectate la un nou vertex cu margini cu greutăți zero. Acest lucru este crucial pentru calculul unui arbore de întindere minim și motivul pentru care se folosește graficul corespondenței. Această caracteristică este de asemenea implementată pentru surse, dar nu este utilizată.
Deoarece igraph nu acceptă mai multe surse și se scufundă în funcția sa de debit maxim, este necesar un grafic auxiliar. Introduce o sursă infinită și un vertex de scufundare. Fiecare sursă reală este conectată la sursa infinită și fiecare chiuvetă reală este conectată la o chiuvetă infinită. Rețineți că, dacă o chiuvetă este conectată la un vertex de corespondență, acest vertex va fi conectat mai degrabă decât chiuveta în sine.
Pe baza graficului de corespondență se calculează arborele de acoperire minim. Marginile care leagă chiuvetele coerente au întotdeauna greutatea 0, astfel încât acestea vor rămâne întotdeauna parte din arborele minime.
Fluxul prin marginile care leagă sursele reale sau scufundările la sursa infinită sau respectiv chiuveta este limitat la capacitatea reală a fiecărei surse sau chiuvete. Din motive numerice, capacitățile sunt normalizate, astfel încât capacitatea cea mai mare este 1. Fluxul din subsetul de margini conținut în graficul corespondenței este limitat la 1000 care, pentru toate scopurile intense și cu scopuri, ar trebui să ofere un flux nelimitat. Apoi se calculează debitul maxim de la sursa infinită la chiuveta infinită, iar fluxul este redimensionat la dimensiunea inițială. Întrucât chiuvetele coerente nu sunt conectate direct la vertexul infinit al chiuvetei, ci prin vertexul corespondenței, fluxul prin acesta este limitat la suma tuturor chiuvetelor coerente.
Implementarea funcției de flux maxim igraph utilizează algoritmul Push-relbel. Acest tip de algoritm nu este sensibil la costuri și s-ar putea să nu găsească întotdeauna cea mai scurtă cale de dirijare a fluxului. Un algoritm sensibil la costuri nu este disponibil în igraph, iar performanța ar fi probabil scăzută pentru a putea rezolva un flux pe oră pe tot parcursul anului. Dar, din cauza reducerii prealabile la un arbore de întindere minim, cazurile în care este aleasă o soluție non-ideală sunt foarte limitate și puțin probabile. Algoritmul Push-relbel are, de asemenea, tendința de a dirija fluxul prin cea mai mică cantitate de muchii. Implementarea igrafului pare a fi deterministă în ordinea alocării fluxului dacă graficele sunt cel puțin automorfisme, ceea ce este important pentru calculul debitului bazat pe oră, deoarece orice oscilare a fluxului introdus artificial între muchii nu este de dorit.
Sursele de căldură sunt preluate din baza de date industrială. Pe baza căldurii în exces, Nuts0 ID și sectorul industrial se creează un profil de încărcare care acoperă fiecare oră din an pentru fiecare site. Adăugarea personalizată a site-urilor este planificată.
Chiuvetele de căldură se bazează pe zone coerente cu o cerere de căldură cunoscută. Zonele coerente formează o mască pentru o grilă pe care sunt plasate puncte echidistante ca puncte de intrare. În funcție de ID-ul Nuts2 selectat, la chiuvete i se atribuie un profil de încălzire rezidențială. Adăugarea personalizată a punctelor de intrare și a chiuvetelor este planificată.
Profilele de încărcare menționate constau din 8760 de puncte care reprezintă încărcarea pentru fiecare oră din 365 de zile. Mai multe informații despre profilurile de încărcare pot fi găsite aici.
Întrucât sistemele de încălzire în regiune au o capacitate mare de căldură, un vârf în debit nu înseamnă că liniile de transmisie trebuie să furnizeze acea scurtă picură de căldură instantaneu. Prin urmare, capacitățile necesare ale liniilor de transmisie și ale schimbătorilor de căldură sunt determinate de sarcina medie de vârf. Mai exact, funcția de convoluție numpy este utilizată pentru a medie fluxul în ultimele trei ore prin convoluție cu o funcție constantă. În funcție de această valoare, se alege o linie de transmisie din următorul tabel.
Costurile specifice ale liniilor de transmisie utilizate
| Putere în MW | Costuri în € / m | Temperatura în ° 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 |
Se calculează costurile schimbătorului de căldură pe partea sursei care este presupus ca aer la lichid
C HSource (en-P) = P maxim * 15.000 € / MW.
Costurile schimbătorului de căldură lichid până la lichid sunt determinate cu
C HSink (en-P) = vârful P * 265.000 € / MW dacă vârful P <1MW sau
C HSink (en-P) = P maxim * 100.000 € / MW.
Urmează costurile pompei
Pompă C (en-P) = vârf P * 240.000 € / MW dacă vârful P <1MW sau
C Pump (en-P) = P maxim * 90.000 € / MW altceva.
Cu un prag de cost de curgere pentru liniile de transmisie, acestea pot fi eliminate dacă le depășesc pentru a îmbunătăți raportul flux / cost. După îndepărtarea marginilor, debitul trebuie recompensat, deoarece continuitatea fluxului din grafic nu mai este garantată. Raportul cost-flux ar putea crește și pentru alte margini acum, deci acest proces se repetă până când suma tuturor fluxurilor nu se mai modifică.
Mai întâi sursele de căldură și chiuvetele sunt încărcate cu profilurile lor de încărcare. Apoi se efectuează căutarea cu rază fixă și se inițializează rețeaua. După aceea, rețeaua este redusă la arborele de întindere minimă și debitul maxim este calculat pentru fiecare oră din an. Pe baza debitului, sunt calculate costurile pentru fiecare schimbător de căldură, pompă și linie de transmisie. Dacă este definit un raport de cost al fluxului de prag, procedura de eliminare a liniei de transmisie este executată. La final se returnează costul total și fluxul total al rețelei și aspectul rețelei.
Prezentul potențial de transport de căldură CM - EXCESS este destinat să ajute utilizatorul să identifice potențialele de integrare a excesului de căldură în rețelele de termoficare. Deși sunt oferite numeroase funcții de analiză pentru a nu restricționa utilizatorul, trebuie subliniat în mod explicit că aceasta nu este o planificare tehnică detaliată. Potențialele se bazează pe potențialul de încălzire pe bază de risc. Acest CM identifică zonele cu condiții favorabile pentru rețelele de termoficare. POTENȚIALUL DE TRANSPORT DE CALCĂ CM - EXCESS arată astfel cât de multă căldură ar putea fi acoperită de excesul de căldură industrială în aceste zone. Totuși, acest lucru nu înseamnă că în această regiune există deja o rețea de termoficare. Prin urmare, o utilizare orientată către aplicație a instrumentului pentru practicieni ar putea arăta astfel:
Dacă este necesar, adăugați propriile date despre excesul de căldură care oferă companiilor din regiune instalația pentru industria de adăugare cm.
Porniți „Căldura în exces a site-urilor industriale”
Execută potențialul de transport de căldură CM - EXCESS.
Valoarea
Acest grafic compară potențialul de DH, căldura totală, excesul de căldură conectat și excesul de căldură utilizat. arată cât de multă căldură ar putea fi acoperită de excesul de căldură în zona investigată.
Indicatori Investiții necesare, Costuri anuale și costuri de căldură nivelate prezintă costurile specifice de producție de căldură pentru întreaga rețea. Notă: costurile afișate au fost estimate utilizând o abordare simplificată. Aceste costuri nu se aplică conductelor individuale. Cu toate acestea, costurile afișate pot fi utilizate ca o presupunere de pornire simplificată ca costuri de transport pentru integrarea excesului de căldură într-o rețea de încălzire raională din apropiere.
Din cele de mai sus, ar putea fi utilizată următoarea ierarhie de lucru:
Verificați dacă există o rețea de termoficare în regiune.
Țevile afișate conțin fluxuri. Acolo puteți vedea cât de mult exces de căldură este transportat din sursele respective. Companiile afectate ar putea fi contactate acum. Probabil mai întâi companiile cu cantități mari.
Linia de transmisie și debitul acesteia Verificați DH Potential CM pentru a adapta intrările astfel încât să fie creată o zonă dh.
Verificați stratul „site-uri industriale” în selectarea utilizatorilor.
Verificați avertizarea .
Măriți raza de căutare
Măriți pragul liniei de transmisie
Verificați țara și subsectorul site-urilor industriale încărcate.
CM nu are acces la datele profilului de încălzire rezidențială pentru a fi executate în această zonă.
Proba rulată în PL22 cu parametri impliciti. Se recomandă activarea locurilor de căldură în exces din fila straturilor.
Proba rulată în PL22. Zonele roz reprezintă termoficare. Portocaliu înconjoară sursa de căldură, iar portocaliu liniile de transmisie ale rețelei. Acest grafic compară potențialul de DH, căldura totală, excesul de căldură conectat și excesul de căldură utilizat. 
Acest grafic prezintă costurile rețelei comparativ cu fluxul anual. Punctul portocaliu reprezintă rețeaua curentă cu pragul de linie de transmisie stabilit În acest caz, putem observa că există mult mai mult exces de căldură disponibil decât cel folosit, dar pe cealaltă parte, debitul maxim posibil este aproape atins, deoarece punctul portocaliu este de 1530 GWh pe an. În acest caz, creșterea razei de căutare poate ajuta la distribuirea excesului de căldură. În proba de execuție 2 vom face exact asta.
Acest grafic grafic a nivelat costurile de încălzire și pragul necesar liniei de transmisie pentru un anumit debit. Punctele portocalii reprezintă valoarea cu pragul de linie de transmisie stabilit în prezent 
Uneori poate fi util să ascundeți pragul liniei de transmisie în grafic pentru a analiza costurile nivelate. 
Acest grafic arată fluxul total prin rețea pe tot parcursul anului. Graficul inferior reprezintă media zilei. Deoarece rezoluția de timp implicită este setată la „săptămână”, este constantă în acest caz. Proba rulată în PL22 cu raza maximă de căutare setată la 40 km.
Proba rulată în PL22. Zonele roz reprezintă termoficare. Portocaliu cercuri sursa de căldură, iar portocaliu liniile de transmisie ale rețelei. Rețeaua este mult mai mare decât în prima probă.
Acest grafic compară potențialul de DH, căldura totală, excesul de căldură conectat și excesul de căldură utilizat. Se utilizează mai multă căldură în exces.
Acest grafic prezintă costurile rețelei comparativ cu fluxul anual. Punctul portocaliu reprezintă rețeaua curentă cu pragul de linie de transmisie stabilit 
Acest grafic grafic a nivelat costurile de încălzire și pragul necesar liniei de transmisie pentru un anumit debit. Punctele portocalii reprezintă valoarea cu pragul de linie de transmisie stabilit în prezent 
Uneori poate fi util să ascundeți pragul liniei de transmisie în grafic pentru a analiza costurile nivelate. Putem observa un cost local minimizat de furnizare a căldurii la 4900 GWh pe an. Trecând peste linia verde putem determina acest lucru se realizează cu un prag de linie de transmisie de 0,11 ct / kWh. În exemplul 3, vom încerca să găsim această rețea.
Acest grafic arată fluxul total prin rețea pe tot parcursul anului. Graficul inferior reprezintă media zilei. Deoarece rezoluția de timp implicită este setată la „săptămână”, este constantă în acest caz. Proba rulată în PL22 cu raza maximă de căutare setată la 40 kms, pragul liniei de transmisie setat la 0,11ct / kWh și rezoluția de timp setată la "oră".
Proba rulată în PL22. Zonele roz reprezintă termoficare. Portocaliu înconjoară sursa de căldură, iar portocaliu liniile de transmisie ale rețelei. Rețeaua este mai mică decât în a doua rundă, dar păstrează o mare parte a fluxului.
Acest grafic compară potențialul de DH, căldura totală, excesul de căldură conectat și excesul de căldură utilizat. Acest grafic prezintă costurile rețelei comparativ cu fluxul anual. Punctul portocaliu reprezintă rețeaua curentă cu pragul de linie de transmisie stabilit Acest grafic grafic a nivelat costurile de încălzire și pragul necesar liniei de transmisie pentru un anumit debit. Punctele portocalii reprezintă valoarea cu pragul de linie de transmisie stabilit în prezent Uneori poate fi util să ascundeți pragul liniei de transmisie în grafic pentru a analiza costurile nivelate. Putem vedea că tocmai am atins minimul local. Diferența dintre graficele de aproximare a costurilor la indicatori este cauzată de erori de aproximare. Dar aceste erori sunt în mare parte sistematice și, prin urmare, nu compensează minimul, ci doar scalează curba într-un mod diferit. Indicatorul nivelat al costurilor arată acum 0,84 ct / kWh în loc de 1,09 ct / kWh în a doua etapă.
Acest grafic arată fluxul total prin rețea pe tot parcursul anului. Graficul inferior reprezintă media zilei. De data aceasta, cu rezoluția de timp setată la „oră”, ziua medie este reprezentată corect. Această pagină este scrisă de Ali Aydemir * și David Schilling *
* Fraunhofer ISI Fraunhofer ISI, Breslauer Str. 48, 76139 Karlsruhe
Copyright © 2016-2018: Ali Aydemir, David Schilling
Creative Commons Atribuire 4.0 Licență internațională Această lucrare este licențiată sub licență internațională Creative Commons CC BY 4.0.
SPDX-Identificator de licență: CC-BY-4.0
Licență-text: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Am dori să transmitem aprecierile noastre cele mai profunde proiectului de hărți la distanță Orizont 2020 (Acordul de finanțare nr. 723677), care a furnizat finanțarea pentru realizarea prezentei investigații.
This page was automatically translated. View in another language:
English (original) Bulgarian* Croatian* Czech* Danish* Dutch* Estonian* Finnish* French* German* Greek* Hungarian* Irish* Italian* Latvian* Lithuanian* Maltese* Polish* Portuguese (Portugal, Brazil)* Slovak* Slovenian* Spanish* Swedish*
* machine translated1> CM Excesiv potențial de transport de căldură
Acest potențial de transport de căldură CM - EXCESS va ajuta utilizatorul să identifice potențialele de integrare a excesului de căldură în rețelele de termoficare. Potențialele se bazează pe potențialul de încălzire pe bază de risc. Acest CM identifică zonele cu condiții favorabile pentru rețelele de termoficare. POTENȚIALUL DE TRANSPORT DE CALCĂ CM - EXCESS arată cât de multă căldură ar putea fi acoperită de excesul de căldură industrială în aceste zone. Totuși, acest lucru nu înseamnă că în această regiune există deja o rețea de termoficare.
Următoarele date și metode sunt combinate pentru sarcina anterioară.
Date:
Cerințe de încălzire pentru zonele din apropiere, cu condiții favorabile pentru rețelele de termoficare, care sunt dizolvate pe oră (din potențialul de încălzire a sistemului de încălzire).
Date privind cantitățile excesive de căldură ale companiilor industriale din zonă, care sunt, de asemenea, rezolvate pe oră (din baza de date industrială a setului de date).
Ipoteze cu privire la costurile schimbătorilor de căldură, pompe și conducte, precum și pierderi de căldură pentru conductele de încălzire urbană.
Metoda (simplificată):
Scopul metodei este de a reprezenta cel mai mare flux de căldură în exces posibil cu nu prea multe și, prin urmare, conducte prea lungi pentru posibilii utilizatori de termoficare, prin generarea de rețele cu debit maxim. Cu toate acestea, liniile de transport deosebit de ineficiente (cu fluxuri de căldură scăzute și astfel costuri specifice de transport al căldurii) nu sunt luate în considerare în rețeaua finală. Pragul pentru eficiența economică a liniilor de transport individuale poate fi specificat de utilizator (a se vedea pragul liniei de transmisie).
Fundalul de bază al abordării este următorul: dacă există doar câteva surse de căldură în exces, o conductă unică pe sursă ar putea fi întotdeauna luată în considerare pentru transportul căldurii într-o zonă din apropiere, cu condiții favorabile pentru încălzirea în regiune. Cu toate acestea, dacă există mai multe surse de căldură în exces care trebuie să curgă în aceeași zonă, ar avea sens să colectăm căldura și să o transportăm în zonă într-o conductă comună mai mare. Abordarea cu o conductă pe sursă tinde să supraestimeze efortul pentru conducte.
Pentru a contracara cele de mai sus, problema planificării conductelor a fost aproximată presupunând o problemă a fluxului de rețea. Pentru a rezolva problema se folosește un euristic, în care excesul de căldură poate fi acumulat și transportat către posibilii utilizatori. Proiectarea metodică concretă a soluției cu abordarea arborelui de întindere minimă este descrisă în partea metodică corespunzătoare. Prin urmare, proiectarea conductei determinată în contextul anterior nu reprezintă o planificare detaliată sau o orientare reală a traseului, ci este utilizată doar pentru aproximarea costurilor pentru distribuirea cantităților de căldură în exces în zonele apropiate, cu condiții favorabile pentru rețelele de termoficare (a se vedea CM - POTENȚIAL DE ÎNCĂLZIRE A DISTRICTULUI, zone coerente cu cuvinte cheie). Această aproximare a costurilor se referă astfel la întreaga rețea.
Rezultatele ar trebui apoi mai întâi interpretate după cum urmează: dacă cantitățile de căldură în exces înregistrate urmau să fie transportate împreună în zonele apropiate indicate, atunci costurile pentru distribuția căldurii ar putea fi în ordinea mărimii, așa cum este indicat de instrument (cf. costul nivelat de alimentare cu căldură). De regulă, valorile pentru întreaga rețea sunt, de asemenea, un bun indicator de pornire pentru conductele individuale. Scopul rezultatelor este, prin urmare, de a oferi unui dezvoltator de proiecte sau a unui planificator un ordin de mărime pentru eventuale costuri de distribuție.
Zonele de încălzire a districtului (deocamdată furnizate direct de potențialul de încălzire în regiune
Baza de date industrială (implicit furnizată de caseta de instrumente)
Profiluri de încărcare pentru industrie
Profiluri de încărcare pentru încălzire rezidențială și apă caldă menajeră
Min. cererea de căldură în hectar
Vezi DH potențial CM .
Min. necesarul de căldură într-o zonă cu apă
Vezi DH potențial CM .
Raza de căutare în km
Lungimea maximă a unei linii de transmisie dintr-un punct în altul.
Durata de viață a echipamentelor în ani
Costurile nivelate de căldură sunt în conformitate cu această perioadă de timp.
Rata de reducere în%
Rata dobânzii pentru credit necesară pentru construirea rețelei.
Factorul de cost
Factorul de adaptare a costurilor de rețea în cazul în care valorile implicite nu reprezintă exact costurile. Investițiile necesare pentru rețea se înmulțesc cu acest factor. Costurile implicite pot fi găsite aici .
Costuri operaționale în%
Costurile operaționale ale rețelei pe an. În procente de investiții necesare pentru rețea.
Valoarea pragului pentru liniile de transmisie în ct / kWh
Costul maximizat de căldură pentru fiecare linie de transmisie individuală. Acest parametru poate fi utilizat pentru a controla costul de căldură nivelat pentru întreaga rețea. O valoare mai mică este egală cu un cost nivelat mai scăzut al căldurii, dar și o reducere a excesului de căldură folosită și invers.
Rezolvare de timp
Setează intervalul dintre calculele fluxului de rețea pe tot anul. Poate fi una dintre aceste valori: (oră, zi, săptămână, lună, an)
Rezoluție spațială în km
Setează distanța punctului de intrare în longitudine și direcție latitudine în zonele dh.
Linii de transmisie
Formați fișierul care arată liniile de transmisie sugerate cu temperatura, debitul termic anual și costul acestora. Detalii găsiți aici.
Excesul total de căldură în zona selectată în GWh
Excesul total de căldură disponibil în instalațiile industriale din zona selectată și în apropiere.
Căldură în exces conectată la GWh
Excesul total de căldură disponibil pentru instalațiile industriale conectate la o rețea.
Excesul de căldură utilizat în GWh
Excesul de căldură real utilizat pentru dh.
Investițiile necesare pentru rețea în euro
Investiția necesară pentru construirea rețelei.
Costurile anuale ale rețelei în € / an
Costuri cauzate de renta și costurile operaționale ale rețelei pe an.
Costuri nivelate ale alimentării cu căldură în ct / kWh
costuri de căldură nivelate ale rețelei complete.
Potențial DH și căldură în exces
Grafic care arată potențialul de DH, căldura totală în exces, căldura în exces conectată și căldura în exces. Detalii găsiți aici .
Excesul de căldură utilizat și investiția necesară
Grafic care arată căldura anuală livrată în exces pentru investițiile necesare pentru rețea. Detalii găsiți aici .
Excesul de căldură utilizat și costuri nivelate
Grafic care arată căldura anuală livrată în exces la costurile nivelate pentru rețea și pragul corespunzător al liniei de transmisie. Detalii găsiți aici .
Curbe de încărcare
Grafic care arată cererea lunară de căldură și excesul. Detalii găsiți aici .
Curbe de încărcare
Grafic care arată cererea medie de căldură zilnică și excesul. Detalii găsiți aici .
Exemplu de linie de transmisie afișată în caseta de instrumente Făcând clic pe linia de transmisie vor apărea informații suplimentare.
Acest grafic compară potențialul de DH, căldura totală, excesul de căldură conectat și excesul de căldură utilizat. Mai multe informații despre cererea anuală de căldură și potențialul de apă pot fi găsite aici . Căldura în exces, căldura în exces conectată și excesul de căldură utilizat sunt aceleași cu indicatorii lor numiți în mod egal.
Acest grafic prezintă costurile rețelei comparativ cu fluxul anual. Punctul portocaliu reprezintă rețeaua curentă cu pragul de linie de transmisie stabilit Axa x reprezintă fluxul anual, iar axa y investiția necesară pentru rețeaua completă. Rețineți că axa X nu este liniară și poate fi confuză. Verificați întotdeauna valorile reale! Punctul portocaliu reprezintă rețeaua la pragul de linie de transmisie stabilit în prezent. Abaterile de la indicatorul necesar investiției sunt comune, deoarece graficul este generat la o precizie mai mică din cauza complexității computationale. Tendința și cursul graficului reprezintă modul în care pragul liniei de transmisie afectează rețeaua și poate fi cu adevărat util. Mai ales în combinație cu următoarea grafică . În cazul rețelelor mici, acest grafic nu poate afișa informații utile, deoarece rețeaua nu este suficient de complexă pentru variații.
Acest grafic grafic a nivelat costurile de încălzire și pragul necesar liniei de transmisie pentru un anumit debit. Punctele portocalii reprezintă valoarea cu pragul de linie de transmisie stabilit în prezent Axa x reprezintă debitul anual, iar axa y atât costurile nivelate de căldură cât și pragul liniei de transmisie . Punctele portocalii reprezintă rețeaua la pragul de linie de transmisie stabilit în prezent. Întrucât curba pragului liniei de transmisie poate fi mult mai mare decât costurile nivelate, poate fi util să dezactivați vizualizarea curbei pragului liniei de transmisie, așa cum se arată în imaginea de mai jos. În cazul rețelelor mici, acest grafic nu poate afișa informații utile, deoarece rețeaua nu este suficient de complexă pentru variații.
Uneori poate fi util să ascundeți pragul liniei de transmisie în grafic pentru a analiza costurile nivelate. Abaterile de la costurile nivelate ale indicatorului de căldură sunt comune, deoarece graficul este generat la o precizie mai mică din cauza complexității de calcul. Tendința și cursul graficului reprezintă modul în care pragul liniei de transmisie afectează rețeaua și poate fi cu adevărat util. Odată ce a fost ales un cost nivelat de căldură dorit, curba pragului liniei de transmisie poate fi reabilitată și pragul corespunzător al liniei de transmisie pentru costul nivelat dorit poate fi citit trecând peste curba în acest moment. Mai multe detalii despre modul de utilizare a graficului găsiți aici.
Acest grafic arată fluxul total prin rețea pe tot parcursul anului. Graficul inferior reprezintă media zilei. Axa x reprezintă timpul și puterea axei y. Curbele albastre reprezintă necesarul de căldură al zonelor DH și roșu excesul de căldură disponibil. Intersecția ambelor curbe reprezintă debitul total de căldură. Graficul superior arată fluxul pe parcursul anului, iar cel inferior, fluxul zilei medii. Rețineți că rezoluția timpului trebuie să fie setată cel puțin la „lună” pentru ca partea superioară și „ora” să fie reprezentative pentru graficul inferior.
Elementul cheie al modulului de căldură în exces este modelul de chiuvetă sursă utilizat. Construiește o rețea de transmisie de lungime minimă și calculează debitul pentru fiecare oră din an pe baza profilelor de încărcare a rezidențialelor de încălzire cu rezoluție Nuts2 și a profilelor de încărcare a industriei cu rezoluție Nuts0. Pe baza fluxurilor medii de vârf pe tot parcursul anului pot fi calculate costuri pentru fiecare linie de transmisie și schimbător de căldură pe sursa și chiuveta.
Pe baza ID-ului Nuts0 și a sectorului industrial, un profil de încărcare pe oră rezolvat pe oră este atribuit fiecărei surse.
Pe baza modulului de calcul al potențialului de încălzire în regiune, în mod echidistant, sunt create puncte de intrare în zonele coerente. În funcție de ID-ul Nuts2 al punctelor de intrare, este atribuit un profil de încărcare.
Într-o rază setată, se verifică ce surse se situează între ele, ce chiuvete se află în raza de acțiune și ce chiuvete se află în raza de acțiune. Acest lucru poate fi reprezentat de un grafic cu surse și chiuvete care formează vertexurile și vârfurile în interval fiind conectate de o margine.
Un arbore de întindere minim este calculat cu distanța marginilor ca greutăți. Rezultă un grafic care își păstrează conectivitatea, având în același timp o lungime minimă totală a muchiilor. Rețineți că punctele de intrare ale zonelor coerente sunt conectate intern gratuit, deoarece formează propria rețea de distribuție.
Fluxul maxim de la surse la chiuvete se calculează pentru fiecare oră din an.
Fluxul maxim al anului în medie pe parcursul a 3 ore determină capacitatea necesară pentru liniile de transmisie și schimbătoarele de căldură. Costurile liniilor de transmisie depind de lungime și capacitate, în timp ce costurile schimbătorilor de căldură sunt influențate doar de capacitate. Pe partea sursei, se presupune un schimbător de căldură aer-lichid cu pompă integrată pentru linia de transmisie, iar pe partea chiuvetei se presupune un schimbător de căldură lichid către lichid.
Deoarece sunt cunoscute costul și fluxul fiecărei linii de transmisie, liniile cu cel mai mare raport cost / debit pot fi îndepărtate și fluxul recompus până la atingerea unui cost per flux dorit.
Pentru calculul distanței dintre două puncte se folosește o aproximare unghiulară mică a lungimii loxodromului. Deși există, de asemenea, o implementare exactă a distanței ortodromului, precizia crescută nu are niciun beneficiu real din cauza distanțelor mici mai ales mai mici de 20 km și a incertitudinii lungimii reale a liniei de transmisie din cauza multor factori precum topologia. Dacă două puncte sunt în raza de acțiune, acesta este stocat într-o listă de adiacență. Crearea unor astfel de liste de adjacență se realizează între surse și surse, chiuvete și chiuvete și surse și chiuvete. Motivul separării constă în flexibilitatea de a adăuga anumite cerințe de temperatură pentru surse sau chiuvete.
Pe baza bibliotecii igraph, o clasă NetworkGraph este implementată cu toate funcționalitățile necesare pentru modulul de calcul. Deși igraph este slab documentat, oferă o performanță mult mai bună decât modulele pure piton precum NetworkX și un suport mai larg de platformă dincolo de Linux, spre deosebire de grafic-tool. Clasa NetworkGraph descrie o singură rețea la suprafață, dar conține 3 grafice diferite. În primul rând, graficul care descrie rețeaua așa cum este definit de cele trei liste de adiacență. În al doilea rând, graficul de corespondență care conectează intern chiuvete din aceeași zonă coerentă și ultima graficul de flux maxim utilizat pentru calculul debitului maxim.
Conține numai sursele reale și se scufundă ca vertexuri.
Fiecare chiuvetă are nevoie de un cod de corespondență, care indică dacă este conectat intern de o rețea deja existentă, precum în zonele coerente. Chiuvete cu același id de corespondență sunt conectate la un nou vertex cu margini cu greutăți zero. Acest lucru este crucial pentru calculul unui arbore de întindere minim și motivul pentru care se folosește graficul corespondenței. Această caracteristică este de asemenea implementată pentru surse, dar nu este utilizată.
Deoarece igraph nu acceptă mai multe surse și se scufundă în funcția sa de debit maxim, este necesar un grafic auxiliar. Introduce o sursă infinită și un vertex de scufundare. Fiecare sursă reală este conectată la sursa infinită și fiecare chiuvetă reală este conectată la o chiuvetă infinită. Rețineți că, dacă o chiuvetă este conectată la un vertex de corespondență, acest vertex va fi conectat mai degrabă decât chiuveta în sine.
Pe baza graficului de corespondență se calculează arborele de acoperire minim. Marginile care leagă chiuvetele coerente au întotdeauna greutatea 0, astfel încât acestea vor rămâne întotdeauna parte din arborele minime.
Fluxul prin marginile care leagă sursele reale sau scufundările la sursa infinită sau respectiv chiuveta este limitat la capacitatea reală a fiecărei surse sau chiuvete. Din motive numerice, capacitățile sunt normalizate, astfel încât capacitatea cea mai mare este 1. Fluxul din subsetul de margini conținut în graficul corespondenței este limitat la 1000 care, pentru toate scopurile intense și cu scopuri, ar trebui să ofere un flux nelimitat. Apoi se calculează debitul maxim de la sursa infinită la chiuveta infinită, iar fluxul este redimensionat la dimensiunea inițială. Întrucât chiuvetele coerente nu sunt conectate direct la vertexul infinit al chiuvetei, ci prin vertexul corespondenței, fluxul prin acesta este limitat la suma tuturor chiuvetelor coerente.
Implementarea funcției de flux maxim igraph utilizează algoritmul Push-relbel. Acest tip de algoritm nu este sensibil la costuri și s-ar putea să nu găsească întotdeauna cea mai scurtă cale de dirijare a fluxului. Un algoritm sensibil la costuri nu este disponibil în igraph, iar performanța ar fi probabil scăzută pentru a putea rezolva un flux pe oră pe tot parcursul anului. Dar, din cauza reducerii prealabile la un arbore de întindere minim, cazurile în care este aleasă o soluție non-ideală sunt foarte limitate și puțin probabile. Algoritmul Push-relbel are, de asemenea, tendința de a dirija fluxul prin cea mai mică cantitate de muchii. Implementarea igrafului pare a fi deterministă în ordinea alocării fluxului dacă graficele sunt cel puțin automorfisme, ceea ce este important pentru calculul debitului bazat pe oră, deoarece orice oscilare a fluxului introdus artificial între muchii nu este de dorit.
Sursele de căldură sunt preluate din baza de date industrială. Pe baza căldurii în exces, Nuts0 ID și sectorul industrial se creează un profil de încărcare care acoperă fiecare oră din an pentru fiecare site. Adăugarea personalizată a site-urilor este planificată.
Chiuvetele de căldură se bazează pe zone coerente cu o cerere de căldură cunoscută. Zonele coerente formează o mască pentru o grilă pe care sunt plasate puncte echidistante ca puncte de intrare. În funcție de ID-ul Nuts2 selectat, la chiuvete i se atribuie un profil de încălzire rezidențială. Adăugarea personalizată a punctelor de intrare și a chiuvetelor este planificată.
Profilele de încărcare menționate constau din 8760 de puncte care reprezintă încărcarea pentru fiecare oră din 365 de zile. Mai multe informații despre profilurile de încărcare pot fi găsite aici.
Întrucât sistemele de încălzire în regiune au o capacitate mare de căldură, un vârf în debit nu înseamnă că liniile de transmisie trebuie să furnizeze acea scurtă picură de căldură instantaneu. Prin urmare, capacitățile necesare ale liniilor de transmisie și ale schimbătorilor de căldură sunt determinate de sarcina medie de vârf. Mai exact, funcția de convoluție numpy este utilizată pentru a medie fluxul în ultimele trei ore prin convoluție cu o funcție constantă. În funcție de această valoare, se alege o linie de transmisie din următorul tabel.
Costurile specifice ale liniilor de transmisie utilizate
| Putere în MW | Costuri în € / m | Temperatura în ° 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 |
Se calculează costurile schimbătorului de căldură pe partea sursei care este presupus ca aer la lichid
C HSource (en-P) = P maxim * 15.000 € / MW.
Costurile schimbătorului de căldură lichid până la lichid sunt determinate cu
C HSink (en-P) = vârful P * 265.000 € / MW dacă vârful P <1MW sau
C HSink (en-P) = P maxim * 100.000 € / MW.
Urmează costurile pompei
Pompă C (en-P) = vârf P * 240.000 € / MW dacă vârful P <1MW sau
C Pump (en-P) = P maxim * 90.000 € / MW altceva.
Cu un prag de cost de curgere pentru liniile de transmisie, acestea pot fi eliminate dacă le depășesc pentru a îmbunătăți raportul flux / cost. După îndepărtarea marginilor, debitul trebuie recompensat, deoarece continuitatea fluxului din grafic nu mai este garantată. Raportul cost-flux ar putea crește și pentru alte margini acum, deci acest proces se repetă până când suma tuturor fluxurilor nu se mai modifică.
Mai întâi sursele de căldură și chiuvetele sunt încărcate cu profilurile lor de încărcare. Apoi se efectuează căutarea cu rază fixă și se inițializează rețeaua. După aceea, rețeaua este redusă la arborele de întindere minimă și debitul maxim este calculat pentru fiecare oră din an. Pe baza debitului, sunt calculate costurile pentru fiecare schimbător de căldură, pompă și linie de transmisie. Dacă este definit un raport de cost al fluxului de prag, procedura de eliminare a liniei de transmisie este executată. La final se returnează costul total și fluxul total al rețelei și aspectul rețelei.
Prezentul potențial de transport de căldură CM - EXCESS este destinat să ajute utilizatorul să identifice potențialele de integrare a excesului de căldură în rețelele de termoficare. Deși sunt oferite numeroase funcții de analiză pentru a nu restricționa utilizatorul, trebuie subliniat în mod explicit că aceasta nu este o planificare tehnică detaliată. Potențialele se bazează pe potențialul de încălzire pe bază de risc. Acest CM identifică zonele cu condiții favorabile pentru rețelele de termoficare. POTENȚIALUL DE TRANSPORT DE CALCĂ CM - EXCESS arată astfel cât de multă căldură ar putea fi acoperită de excesul de căldură industrială în aceste zone. Totuși, acest lucru nu înseamnă că în această regiune există deja o rețea de termoficare. Prin urmare, o utilizare orientată către aplicație a instrumentului pentru practicieni ar putea arăta astfel:
Dacă este necesar, adăugați propriile date despre excesul de căldură care oferă companiilor din regiune instalația pentru industria de adăugare cm.
Porniți „Căldura în exces a site-urilor industriale”
Execută potențialul de transport de căldură CM - EXCESS.
Valoarea
Acest grafic compară potențialul de DH, căldura totală, excesul de căldură conectat și excesul de căldură utilizat. arată cât de multă căldură ar putea fi acoperită de excesul de căldură în zona investigată.
Indicatori Investiții necesare, Costuri anuale și costuri de căldură nivelate prezintă costurile specifice de producție de căldură pentru întreaga rețea. Notă: costurile afișate au fost estimate utilizând o abordare simplificată. Aceste costuri nu se aplică conductelor individuale. Cu toate acestea, costurile afișate pot fi utilizate ca o presupunere de pornire simplificată ca costuri de transport pentru integrarea excesului de căldură într-o rețea de încălzire raională din apropiere.
Din cele de mai sus, ar putea fi utilizată următoarea ierarhie de lucru:
Verificați dacă există o rețea de termoficare în regiune.
Țevile afișate conțin fluxuri. Acolo puteți vedea cât de mult exces de căldură este transportat din sursele respective. Companiile afectate ar putea fi contactate acum. Probabil mai întâi companiile cu cantități mari.
Linia de transmisie și debitul acesteia Verificați DH Potential CM pentru a adapta intrările astfel încât să fie creată o zonă dh.
Verificați stratul „site-uri industriale” în selectarea utilizatorilor.
Verificați avertizarea .
Măriți raza de căutare
Măriți pragul liniei de transmisie
Verificați țara și subsectorul site-urilor industriale încărcate.
CM nu are acces la datele profilului de încălzire rezidențială pentru a fi executate în această zonă.
Proba rulată în PL22 cu parametri impliciti. Se recomandă activarea locurilor de căldură în exces din fila straturilor.
Proba rulată în PL22. Zonele roz reprezintă termoficare. Portocaliu înconjoară sursa de căldură, iar portocaliu liniile de transmisie ale rețelei. Acest grafic compară potențialul de DH, căldura totală, excesul de căldură conectat și excesul de căldură utilizat. Acest grafic prezintă costurile rețelei comparativ cu fluxul anual. Punctul portocaliu reprezintă rețeaua curentă cu pragul de linie de transmisie stabilit În acest caz, putem observa că există mult mai mult exces de căldură disponibil decât cel folosit, dar pe cealaltă parte, debitul maxim posibil este aproape atins, deoarece punctul portocaliu este de 1530 GWh pe an. În acest caz, creșterea razei de căutare poate ajuta la distribuirea excesului de căldură. În proba de execuție 2 vom face exact asta.
Acest grafic grafic a nivelat costurile de încălzire și pragul necesar liniei de transmisie pentru un anumit debit. Punctele portocalii reprezintă valoarea cu pragul de linie de transmisie stabilit în prezent Uneori poate fi util să ascundeți pragul liniei de transmisie în grafic pentru a analiza costurile nivelate. Acest grafic arată fluxul total prin rețea pe tot parcursul anului. Graficul inferior reprezintă media zilei. Deoarece rezoluția de timp implicită este setată la „săptămână”, este constantă în acest caz. Proba rulată în PL22 cu raza maximă de căutare setată la 40 km.
Proba rulată în PL22. Zonele roz reprezintă termoficare. Portocaliu cercuri sursa de căldură, iar portocaliu liniile de transmisie ale rețelei. Rețeaua este mult mai mare decât în prima probă.
Acest grafic compară potențialul de DH, căldura totală, excesul de căldură conectat și excesul de căldură utilizat. Se utilizează mai multă căldură în exces.
Acest grafic prezintă costurile rețelei comparativ cu fluxul anual. Punctul portocaliu reprezintă rețeaua curentă cu pragul de linie de transmisie stabilit Acest grafic grafic a nivelat costurile de încălzire și pragul necesar liniei de transmisie pentru un anumit debit. Punctele portocalii reprezintă valoarea cu pragul de linie de transmisie stabilit în prezent Uneori poate fi util să ascundeți pragul liniei de transmisie în grafic pentru a analiza costurile nivelate. Putem observa un cost local minimizat de furnizare a căldurii la 4900 GWh pe an. Trecând peste linia verde putem determina acest lucru se realizează cu un prag de linie de transmisie de 0,11 ct / kWh. În exemplul 3, vom încerca să găsim această rețea.
Acest grafic arată fluxul total prin rețea pe tot parcursul anului. Graficul inferior reprezintă media zilei. Deoarece rezoluția de timp implicită este setată la „săptămână”, este constantă în acest caz. Proba rulată în PL22 cu raza maximă de căutare setată la 40 kms, pragul liniei de transmisie setat la 0,11ct / kWh și rezoluția de timp setată la "oră".
Proba rulată în PL22. Zonele roz reprezintă termoficare. Portocaliu înconjoară sursa de căldură, iar portocaliu liniile de transmisie ale rețelei. Rețeaua este mai mică decât în a doua rundă, dar păstrează o mare parte a fluxului.
Acest grafic compară potențialul de DH, căldura totală, excesul de căldură conectat și excesul de căldură utilizat. Acest grafic prezintă costurile rețelei comparativ cu fluxul anual. Punctul portocaliu reprezintă rețeaua curentă cu pragul de linie de transmisie stabilit Acest grafic grafic a nivelat costurile de încălzire și pragul necesar liniei de transmisie pentru un anumit debit. Punctele portocalii reprezintă valoarea cu pragul de linie de transmisie stabilit în prezent Uneori poate fi util să ascundeți pragul liniei de transmisie în grafic pentru a analiza costurile nivelate. Putem vedea că tocmai am atins minimul local. Diferența dintre graficele de aproximare a costurilor la indicatori este cauzată de erori de aproximare. Dar aceste erori sunt în mare parte sistematice și, prin urmare, nu compensează minimul, ci doar scalează curba într-un mod diferit. Indicatorul nivelat al costurilor arată acum 0,84 ct / kWh în loc de 1,09 ct / kWh în a doua etapă.
Acest grafic arată fluxul total prin rețea pe tot parcursul anului. Graficul inferior reprezintă media zilei. De data aceasta, cu rezoluția de timp setată la „oră”, ziua medie este reprezentată corect. Această pagină este scrisă de Ali Aydemir * și David Schilling *
* Fraunhofer ISI Fraunhofer ISI, Breslauer Str. 48, 76139 Karlsruhe
Copyright © 2016-2018: Ali Aydemir, David Schilling
Creative Commons Atribuire 4.0 Licență internațională Această lucrare este licențiată sub licență internațională Creative Commons CC BY 4.0.
SPDX-Identificator de licență: CC-BY-4.0
Licență-text: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Am dori să transmitem aprecierile noastre cele mai profunde proiectului de hărți la distanță Orizont 2020 (Acordul de finanțare nr. 723677), care a furnizat finanțarea pentru realizarea prezentei investigații.
This page was automatically translated. View in another language:
English (original) Bulgarian* Croatian* Czech* Danish* Dutch* Estonian* Finnish* French* German* Greek* Hungarian* Irish* Italian* Latvian* Lithuanian* Maltese* Polish* Portuguese (Portugal, Brazil)* Slovak* Slovenian* Spanish* Swedish*
* machine translated> CM Excesiv potențial de transport de căldură
Acest potențial de transport de căldură CM - EXCESS va ajuta utilizatorul să identifice potențialele de integrare a excesului de căldură în rețelele de termoficare. Potențialele se bazează pe potențialul de încălzire pe bază de risc. Acest CM identifică zonele cu condiții favorabile pentru rețelele de termoficare. POTENȚIALUL DE TRANSPORT DE CALCĂ CM - EXCESS arată cât de multă căldură ar putea fi acoperită de excesul de căldură industrială în aceste zone. Totuși, acest lucru nu înseamnă că în această regiune există deja o rețea de termoficare.
Următoarele date și metode sunt combinate pentru sarcina anterioară.
Date:
Cerințe de încălzire pentru zonele din apropiere, cu condiții favorabile pentru rețelele de termoficare, care sunt dizolvate pe oră (din potențialul de încălzire a sistemului de încălzire).
Date privind cantitățile excesive de căldură ale companiilor industriale din zonă, care sunt, de asemenea, rezolvate pe oră (din baza de date industrială a setului de date).
Ipoteze cu privire la costurile schimbătorilor de căldură, pompe și conducte, precum și pierderi de căldură pentru conductele de încălzire urbană.
Metoda (simplificată):
Scopul metodei este de a reprezenta cel mai mare flux de căldură în exces posibil cu nu prea multe și, prin urmare, conducte prea lungi pentru posibilii utilizatori de termoficare, prin generarea de rețele cu debit maxim. Cu toate acestea, liniile de transport deosebit de ineficiente (cu fluxuri de căldură scăzute și astfel costuri specifice de transport al căldurii) nu sunt luate în considerare în rețeaua finală. Pragul pentru eficiența economică a liniilor de transport individuale poate fi specificat de utilizator (a se vedea pragul liniei de transmisie).
Fundalul de bază al abordării este următorul: dacă există doar câteva surse de căldură în exces, o conductă unică pe sursă ar putea fi întotdeauna luată în considerare pentru transportul căldurii într-o zonă din apropiere, cu condiții favorabile pentru încălzirea în regiune. Cu toate acestea, dacă există mai multe surse de căldură în exces care trebuie să curgă în aceeași zonă, ar avea sens să colectăm căldura și să o transportăm în zonă într-o conductă comună mai mare. Abordarea cu o conductă pe sursă tinde să supraestimeze efortul pentru conducte.
Pentru a contracara cele de mai sus, problema planificării conductelor a fost aproximată presupunând o problemă a fluxului de rețea. Pentru a rezolva problema se folosește un euristic, în care excesul de căldură poate fi acumulat și transportat către posibilii utilizatori. Proiectarea metodică concretă a soluției cu abordarea arborelui de întindere minimă este descrisă în partea metodică corespunzătoare. Prin urmare, proiectarea conductei determinată în contextul anterior nu reprezintă o planificare detaliată sau o orientare reală a traseului, ci este utilizată doar pentru aproximarea costurilor pentru distribuirea cantităților de căldură în exces în zonele apropiate, cu condiții favorabile pentru rețelele de termoficare (a se vedea CM - POTENȚIAL DE ÎNCĂLZIRE A DISTRICTULUI, zone coerente cu cuvinte cheie). Această aproximare a costurilor se referă astfel la întreaga rețea.
Rezultatele ar trebui apoi mai întâi interpretate după cum urmează: dacă cantitățile de căldură în exces înregistrate urmau să fie transportate împreună în zonele apropiate indicate, atunci costurile pentru distribuția căldurii ar putea fi în ordinea mărimii, așa cum este indicat de instrument (cf. costul nivelat de alimentare cu căldură). De regulă, valorile pentru întreaga rețea sunt, de asemenea, un bun indicator de pornire pentru conductele individuale. Scopul rezultatelor este, prin urmare, de a oferi unui dezvoltator de proiecte sau a unui planificator un ordin de mărime pentru eventuale costuri de distribuție.
Zonele de încălzire a districtului (deocamdată furnizate direct de potențialul de încălzire în regiune
Baza de date industrială (implicit furnizată de caseta de instrumente)
Profiluri de încărcare pentru industrie
Profiluri de încărcare pentru încălzire rezidențială și apă caldă menajeră
Min. cererea de căldură în hectar
Vezi DH potențial CM .
Min. necesarul de căldură într-o zonă cu apă
Vezi DH potențial CM .
Raza de căutare în km
Lungimea maximă a unei linii de transmisie dintr-un punct în altul.
Durata de viață a echipamentelor în ani
Costurile nivelate de căldură sunt în conformitate cu această perioadă de timp.
Rata de reducere în%
Rata dobânzii pentru credit necesară pentru construirea rețelei.
Factorul de cost
Factorul de adaptare a costurilor de rețea în cazul în care valorile implicite nu reprezintă exact costurile. Investițiile necesare pentru rețea se înmulțesc cu acest factor. Costurile implicite pot fi găsite aici .
Costuri operaționale în%
Costurile operaționale ale rețelei pe an. În procente de investiții necesare pentru rețea.
Valoarea pragului pentru liniile de transmisie în ct / kWh
Costul maximizat de căldură pentru fiecare linie de transmisie individuală. Acest parametru poate fi utilizat pentru a controla costul de căldură nivelat pentru întreaga rețea. O valoare mai mică este egală cu un cost nivelat mai scăzut al căldurii, dar și o reducere a excesului de căldură folosită și invers.
Rezolvare de timp
Setează intervalul dintre calculele fluxului de rețea pe tot anul. Poate fi una dintre aceste valori: (oră, zi, săptămână, lună, an)
Rezoluție spațială în km
Setează distanța punctului de intrare în longitudine și direcție latitudine în zonele dh.
Linii de transmisie
Formați fișierul care arată liniile de transmisie sugerate cu temperatura, debitul termic anual și costul acestora. Detalii găsiți aici.
Excesul total de căldură în zona selectată în GWh
Excesul total de căldură disponibil în instalațiile industriale din zona selectată și în apropiere.
Căldură în exces conectată la GWh
Excesul total de căldură disponibil pentru instalațiile industriale conectate la o rețea.
Excesul de căldură utilizat în GWh
Excesul de căldură real utilizat pentru dh.
Investițiile necesare pentru rețea în euro
Investiția necesară pentru construirea rețelei.
Costurile anuale ale rețelei în € / an
Costuri cauzate de renta și costurile operaționale ale rețelei pe an.
Costuri nivelate ale alimentării cu căldură în ct / kWh
costuri de căldură nivelate ale rețelei complete.
Potențial DH și căldură în exces
Grafic care arată potențialul de DH, căldura totală în exces, căldura în exces conectată și căldura în exces. Detalii găsiți aici .
Excesul de căldură utilizat și investiția necesară
Grafic care arată căldura anuală livrată în exces pentru investițiile necesare pentru rețea. Detalii găsiți aici .
Excesul de căldură utilizat și costuri nivelate
Grafic care arată căldura anuală livrată în exces la costurile nivelate pentru rețea și pragul corespunzător al liniei de transmisie. Detalii găsiți aici .
Curbe de încărcare
Grafic care arată cererea lunară de căldură și excesul. Detalii găsiți aici .
Curbe de încărcare
Grafic care arată cererea medie de căldură zilnică și excesul. Detalii găsiți aici .
Exemplu de linie de transmisie afișată în caseta de instrumente Făcând clic pe linia de transmisie vor apărea informații suplimentare.
Acest grafic compară potențialul de DH, căldura totală, excesul de căldură conectat și excesul de căldură utilizat. Mai multe informații despre cererea anuală de căldură și potențialul de apă pot fi găsite aici . Căldura în exces, căldura în exces conectată și excesul de căldură utilizat sunt aceleași cu indicatorii lor numiți în mod egal.
Acest grafic prezintă costurile rețelei comparativ cu fluxul anual. Punctul portocaliu reprezintă rețeaua curentă cu pragul de linie de transmisie stabilit Axa x reprezintă fluxul anual, iar axa y investiția necesară pentru rețeaua completă. Rețineți că axa X nu este liniară și poate fi confuză. Verificați întotdeauna valorile reale! Punctul portocaliu reprezintă rețeaua la pragul de linie de transmisie stabilit în prezent. Abaterile de la indicatorul necesar investiției sunt comune, deoarece graficul este generat la o precizie mai mică din cauza complexității computationale. Tendința și cursul graficului reprezintă modul în care pragul liniei de transmisie afectează rețeaua și poate fi cu adevărat util. Mai ales în combinație cu următoarea grafică . În cazul rețelelor mici, acest grafic nu poate afișa informații utile, deoarece rețeaua nu este suficient de complexă pentru variații.
Acest grafic grafic a nivelat costurile de încălzire și pragul necesar liniei de transmisie pentru un anumit debit. Punctele portocalii reprezintă valoarea cu pragul de linie de transmisie stabilit în prezent Axa x reprezintă debitul anual, iar axa y atât costurile nivelate de căldură cât și pragul liniei de transmisie . Punctele portocalii reprezintă rețeaua la pragul de linie de transmisie stabilit în prezent. Întrucât curba pragului liniei de transmisie poate fi mult mai mare decât costurile nivelate, poate fi util să dezactivați vizualizarea curbei pragului liniei de transmisie, așa cum se arată în imaginea de mai jos. În cazul rețelelor mici, acest grafic nu poate afișa informații utile, deoarece rețeaua nu este suficient de complexă pentru variații.
Uneori poate fi util să ascundeți pragul liniei de transmisie în grafic pentru a analiza costurile nivelate. Abaterile de la costurile nivelate ale indicatorului de căldură sunt comune, deoarece graficul este generat la o precizie mai mică din cauza complexității de calcul. Tendința și cursul graficului reprezintă modul în care pragul liniei de transmisie afectează rețeaua și poate fi cu adevărat util. Odată ce a fost ales un cost nivelat de căldură dorit, curba pragului liniei de transmisie poate fi reabilitată și pragul corespunzător al liniei de transmisie pentru costul nivelat dorit poate fi citit trecând peste curba în acest moment. Mai multe detalii despre modul de utilizare a graficului găsiți aici.
Acest grafic arată fluxul total prin rețea pe tot parcursul anului. Graficul inferior reprezintă media zilei. Axa x reprezintă timpul și puterea axei y. Curbele albastre reprezintă necesarul de căldură al zonelor DH și roșu excesul de căldură disponibil. Intersecția ambelor curbe reprezintă debitul total de căldură. Graficul superior arată fluxul pe parcursul anului, iar cel inferior, fluxul zilei medii. Rețineți că rezoluția timpului trebuie să fie setată cel puțin la „lună” pentru ca partea superioară și „ora” să fie reprezentative pentru graficul inferior.
Elementul cheie al modulului de căldură în exces este modelul de chiuvetă sursă utilizat. Construiește o rețea de transmisie de lungime minimă și calculează debitul pentru fiecare oră din an pe baza profilelor de încărcare a rezidențialelor de încălzire cu rezoluție Nuts2 și a profilelor de încărcare a industriei cu rezoluție Nuts0. Pe baza fluxurilor medii de vârf pe tot parcursul anului pot fi calculate costuri pentru fiecare linie de transmisie și schimbător de căldură pe sursa și chiuveta.
Pe baza ID-ului Nuts0 și a sectorului industrial, un profil de încărcare pe oră rezolvat pe oră este atribuit fiecărei surse.
Pe baza modulului de calcul al potențialului de încălzire în regiune, în mod echidistant, sunt create puncte de intrare în zonele coerente. În funcție de ID-ul Nuts2 al punctelor de intrare, este atribuit un profil de încărcare.
Într-o rază setată, se verifică ce surse se situează între ele, ce chiuvete se află în raza de acțiune și ce chiuvete se află în raza de acțiune. Acest lucru poate fi reprezentat de un grafic cu surse și chiuvete care formează vertexurile și vârfurile în interval fiind conectate de o margine.
Un arbore de întindere minim este calculat cu distanța marginilor ca greutăți. Rezultă un grafic care își păstrează conectivitatea, având în același timp o lungime minimă totală a muchiilor. Rețineți că punctele de intrare ale zonelor coerente sunt conectate intern gratuit, deoarece formează propria rețea de distribuție.
Fluxul maxim de la surse la chiuvete se calculează pentru fiecare oră din an.
Fluxul maxim al anului în medie pe parcursul a 3 ore determină capacitatea necesară pentru liniile de transmisie și schimbătoarele de căldură. Costurile liniilor de transmisie depind de lungime și capacitate, în timp ce costurile schimbătorilor de căldură sunt influențate doar de capacitate. Pe partea sursei, se presupune un schimbător de căldură aer-lichid cu pompă integrată pentru linia de transmisie, iar pe partea chiuvetei se presupune un schimbător de căldură lichid către lichid.
Deoarece sunt cunoscute costul și fluxul fiecărei linii de transmisie, liniile cu cel mai mare raport cost / debit pot fi îndepărtate și fluxul recompus până la atingerea unui cost per flux dorit.
Pentru calculul distanței dintre două puncte se folosește o aproximare unghiulară mică a lungimii loxodromului. Deși există, de asemenea, o implementare exactă a distanței ortodromului, precizia crescută nu are niciun beneficiu real din cauza distanțelor mici mai ales mai mici de 20 km și a incertitudinii lungimii reale a liniei de transmisie din cauza multor factori precum topologia. Dacă două puncte sunt în raza de acțiune, acesta este stocat într-o listă de adiacență. Crearea unor astfel de liste de adjacență se realizează între surse și surse, chiuvete și chiuvete și surse și chiuvete. Motivul separării constă în flexibilitatea de a adăuga anumite cerințe de temperatură pentru surse sau chiuvete.
Pe baza bibliotecii igraph, o clasă NetworkGraph este implementată cu toate funcționalitățile necesare pentru modulul de calcul. Deși igraph este slab documentat, oferă o performanță mult mai bună decât modulele pure piton precum NetworkX și un suport mai larg de platformă dincolo de Linux, spre deosebire de grafic-tool. Clasa NetworkGraph descrie o singură rețea la suprafață, dar conține 3 grafice diferite. În primul rând, graficul care descrie rețeaua așa cum este definit de cele trei liste de adiacență. În al doilea rând, graficul de corespondență care conectează intern chiuvete din aceeași zonă coerentă și ultima graficul de flux maxim utilizat pentru calculul debitului maxim.
Conține numai sursele reale și se scufundă ca vertexuri.
Fiecare chiuvetă are nevoie de un cod de corespondență, care indică dacă este conectat intern de o rețea deja existentă, precum în zonele coerente. Chiuvete cu același id de corespondență sunt conectate la un nou vertex cu margini cu greutăți zero. Acest lucru este crucial pentru calculul unui arbore de întindere minim și motivul pentru care se folosește graficul corespondenței. Această caracteristică este de asemenea implementată pentru surse, dar nu este utilizată.
Deoarece igraph nu acceptă mai multe surse și se scufundă în funcția sa de debit maxim, este necesar un grafic auxiliar. Introduce o sursă infinită și un vertex de scufundare. Fiecare sursă reală este conectată la sursa infinită și fiecare chiuvetă reală este conectată la o chiuvetă infinită. Rețineți că, dacă o chiuvetă este conectată la un vertex de corespondență, acest vertex va fi conectat mai degrabă decât chiuveta în sine.
Pe baza graficului de corespondență se calculează arborele de acoperire minim. Marginile care leagă chiuvetele coerente au întotdeauna greutatea 0, astfel încât acestea vor rămâne întotdeauna parte din arborele minime.
Fluxul prin marginile care leagă sursele reale sau scufundările la sursa infinită sau respectiv chiuveta este limitat la capacitatea reală a fiecărei surse sau chiuvete. Din motive numerice, capacitățile sunt normalizate, astfel încât capacitatea cea mai mare este 1. Fluxul din subsetul de margini conținut în graficul corespondenței este limitat la 1000 care, pentru toate scopurile intense și cu scopuri, ar trebui să ofere un flux nelimitat. Apoi se calculează debitul maxim de la sursa infinită la chiuveta infinită, iar fluxul este redimensionat la dimensiunea inițială. Întrucât chiuvetele coerente nu sunt conectate direct la vertexul infinit al chiuvetei, ci prin vertexul corespondenței, fluxul prin acesta este limitat la suma tuturor chiuvetelor coerente.
Implementarea funcției de flux maxim igraph utilizează algoritmul Push-relbel. Acest tip de algoritm nu este sensibil la costuri și s-ar putea să nu găsească întotdeauna cea mai scurtă cale de dirijare a fluxului. Un algoritm sensibil la costuri nu este disponibil în igraph, iar performanța ar fi probabil scăzută pentru a putea rezolva un flux pe oră pe tot parcursul anului. Dar, din cauza reducerii prealabile la un arbore de întindere minim, cazurile în care este aleasă o soluție non-ideală sunt foarte limitate și puțin probabile. Algoritmul Push-relbel are, de asemenea, tendința de a dirija fluxul prin cea mai mică cantitate de muchii. Implementarea igrafului pare a fi deterministă în ordinea alocării fluxului dacă graficele sunt cel puțin automorfisme, ceea ce este important pentru calculul debitului bazat pe oră, deoarece orice oscilare a fluxului introdus artificial între muchii nu este de dorit.
Sursele de căldură sunt preluate din baza de date industrială. Pe baza căldurii în exces, Nuts0 ID și sectorul industrial se creează un profil de încărcare care acoperă fiecare oră din an pentru fiecare site. Adăugarea personalizată a site-urilor este planificată.
Chiuvetele de căldură se bazează pe zone coerente cu o cerere de căldură cunoscută. Zonele coerente formează o mască pentru o grilă pe care sunt plasate puncte echidistante ca puncte de intrare. În funcție de ID-ul Nuts2 selectat, la chiuvete i se atribuie un profil de încălzire rezidențială. Adăugarea personalizată a punctelor de intrare și a chiuvetelor este planificată.
Profilele de încărcare menționate constau din 8760 de puncte care reprezintă încărcarea pentru fiecare oră din 365 de zile. Mai multe informații despre profilurile de încărcare pot fi găsite aici.
Întrucât sistemele de încălzire în regiune au o capacitate mare de căldură, un vârf în debit nu înseamnă că liniile de transmisie trebuie să furnizeze acea scurtă picură de căldură instantaneu. Prin urmare, capacitățile necesare ale liniilor de transmisie și ale schimbătorilor de căldură sunt determinate de sarcina medie de vârf. Mai exact, funcția de convoluție numpy este utilizată pentru a medie fluxul în ultimele trei ore prin convoluție cu o funcție constantă. În funcție de această valoare, se alege o linie de transmisie din următorul tabel.
Costurile specifice ale liniilor de transmisie utilizate
| Putere în MW | Costuri în € / m | Temperatura în ° 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 |
Se calculează costurile schimbătorului de căldură pe partea sursei care este presupus ca aer la lichid
C HSource (en-P) = P maxim * 15.000 € / MW.
Costurile schimbătorului de căldură lichid până la lichid sunt determinate cu
C HSink (en-P) = vârful P * 265.000 € / MW dacă vârful P <1MW sau
C HSink (en-P) = P maxim * 100.000 € / MW.
Urmează costurile pompei
Pompă C (en-P) = vârf P * 240.000 € / MW dacă vârful P <1MW sau
C Pump (en-P) = P maxim * 90.000 € / MW altceva.
Cu un prag de cost de curgere pentru liniile de transmisie, acestea pot fi eliminate dacă le depășesc pentru a îmbunătăți raportul flux / cost. După îndepărtarea marginilor, debitul trebuie recompensat, deoarece continuitatea fluxului din grafic nu mai este garantată. Raportul cost-flux ar putea crește și pentru alte margini acum, deci acest proces se repetă până când suma tuturor fluxurilor nu se mai modifică.
Mai întâi sursele de căldură și chiuvetele sunt încărcate cu profilurile lor de încărcare. Apoi se efectuează căutarea cu rază fixă și se inițializează rețeaua. După aceea, rețeaua este redusă la arborele de întindere minimă și debitul maxim este calculat pentru fiecare oră din an. Pe baza debitului, sunt calculate costurile pentru fiecare schimbător de căldură, pompă și linie de transmisie. Dacă este definit un raport de cost al fluxului de prag, procedura de eliminare a liniei de transmisie este executată. La final se returnează costul total și fluxul total al rețelei și aspectul rețelei.
Prezentul potențial de transport de căldură CM - EXCESS este destinat să ajute utilizatorul să identifice potențialele de integrare a excesului de căldură în rețelele de termoficare. Deși sunt oferite numeroase funcții de analiză pentru a nu restricționa utilizatorul, trebuie subliniat în mod explicit că aceasta nu este o planificare tehnică detaliată. Potențialele se bazează pe potențialul de încălzire pe bază de risc. Acest CM identifică zonele cu condiții favorabile pentru rețelele de termoficare. POTENȚIALUL DE TRANSPORT DE CALCĂ CM - EXCESS arată astfel cât de multă căldură ar putea fi acoperită de excesul de căldură industrială în aceste zone. Totuși, acest lucru nu înseamnă că în această regiune există deja o rețea de termoficare. Prin urmare, o utilizare orientată către aplicație a instrumentului pentru practicieni ar putea arăta astfel:
Dacă este necesar, adăugați propriile date despre excesul de căldură care oferă companiilor din regiune instalația pentru industria de adăugare cm.
Porniți „Căldura în exces a site-urilor industriale”
Execută potențialul de transport de căldură CM - EXCESS.
Valoarea
Acest grafic compară potențialul de DH, căldura totală, excesul de căldură conectat și excesul de căldură utilizat. arată cât de multă căldură ar putea fi acoperită de excesul de căldură în zona investigată.
Indicatori Investiții necesare, Costuri anuale și costuri de căldură nivelate prezintă costurile specifice de producție de căldură pentru întreaga rețea. Notă: costurile afișate au fost estimate utilizând o abordare simplificată. Aceste costuri nu se aplică conductelor individuale. Cu toate acestea, costurile afișate pot fi utilizate ca o presupunere de pornire simplificată ca costuri de transport pentru integrarea excesului de căldură într-o rețea de încălzire raională din apropiere.
Din cele de mai sus, ar putea fi utilizată următoarea ierarhie de lucru:
Verificați dacă există o rețea de termoficare în regiune.
Țevile afișate conțin fluxuri. Acolo puteți vedea cât de mult exces de căldură este transportat din sursele respective. Companiile afectate ar putea fi contactate acum. Probabil mai întâi companiile cu cantități mari.
Linia de transmisie și debitul acesteia Verificați DH Potential CM pentru a adapta intrările astfel încât să fie creată o zonă dh.
Verificați stratul „site-uri industriale” în selectarea utilizatorilor.
Verificați avertizarea .
Măriți raza de căutare
Măriți pragul liniei de transmisie
Verificați țara și subsectorul site-urilor industriale încărcate.
CM nu are acces la datele profilului de încălzire rezidențială pentru a fi executate în această zonă.
Proba rulată în PL22 cu parametri impliciti. Se recomandă activarea locurilor de căldură în exces din fila straturilor.
Proba rulată în PL22. Zonele roz reprezintă termoficare. Portocaliu înconjoară sursa de căldură, iar portocaliu liniile de transmisie ale rețelei. Acest grafic compară potențialul de DH, căldura totală, excesul de căldură conectat și excesul de căldură utilizat. Acest grafic prezintă costurile rețelei comparativ cu fluxul anual. Punctul portocaliu reprezintă rețeaua curentă cu pragul de linie de transmisie stabilit În acest caz, putem observa că există mult mai mult exces de căldură disponibil decât cel folosit, dar pe cealaltă parte, debitul maxim posibil este aproape atins, deoarece punctul portocaliu este de 1530 GWh pe an. În acest caz, creșterea razei de căutare poate ajuta la distribuirea excesului de căldură. În proba de execuție 2 vom face exact asta.
Acest grafic grafic a nivelat costurile de încălzire și pragul necesar liniei de transmisie pentru un anumit debit. Punctele portocalii reprezintă valoarea cu pragul de linie de transmisie stabilit în prezent Uneori poate fi util să ascundeți pragul liniei de transmisie în grafic pentru a analiza costurile nivelate. Acest grafic arată fluxul total prin rețea pe tot parcursul anului. Graficul inferior reprezintă media zilei. Deoarece rezoluția de timp implicită este setată la „săptămână”, este constantă în acest caz. Proba rulată în PL22 cu raza maximă de căutare setată la 40 km.
Proba rulată în PL22. Zonele roz reprezintă termoficare. Portocaliu cercuri sursa de căldură, iar portocaliu liniile de transmisie ale rețelei. Rețeaua este mult mai mare decât în prima probă.
Acest grafic compară potențialul de DH, căldura totală, excesul de căldură conectat și excesul de căldură utilizat. Se utilizează mai multă căldură în exces.
Acest grafic prezintă costurile rețelei comparativ cu fluxul anual. Punctul portocaliu reprezintă rețeaua curentă cu pragul de linie de transmisie stabilit Acest grafic grafic a nivelat costurile de încălzire și pragul necesar liniei de transmisie pentru un anumit debit. Punctele portocalii reprezintă valoarea cu pragul de linie de transmisie stabilit în prezent Uneori poate fi util să ascundeți pragul liniei de transmisie în grafic pentru a analiza costurile nivelate. Putem observa un cost local minimizat de furnizare a căldurii la 4900 GWh pe an. Trecând peste linia verde putem determina acest lucru se realizează cu un prag de linie de transmisie de 0,11 ct / kWh. În exemplul 3, vom încerca să găsim această rețea.
Acest grafic arată fluxul total prin rețea pe tot parcursul anului. Graficul inferior reprezintă media zilei. Deoarece rezoluția de timp implicită este setată la „săptămână”, este constantă în acest caz. Proba rulată în PL22 cu raza maximă de căutare setată la 40 kms, pragul liniei de transmisie setat la 0,11ct / kWh și rezoluția de timp setată la "oră".
Proba rulată în PL22. Zonele roz reprezintă termoficare. Portocaliu înconjoară sursa de căldură, iar portocaliu liniile de transmisie ale rețelei. Rețeaua este mai mică decât în a doua rundă, dar păstrează o mare parte a fluxului.
Acest grafic compară potențialul de DH, căldura totală, excesul de căldură conectat și excesul de căldură utilizat. Acest grafic prezintă costurile rețelei comparativ cu fluxul anual. Punctul portocaliu reprezintă rețeaua curentă cu pragul de linie de transmisie stabilit Acest grafic grafic a nivelat costurile de încălzire și pragul necesar liniei de transmisie pentru un anumit debit. Punctele portocalii reprezintă valoarea cu pragul de linie de transmisie stabilit în prezent Uneori poate fi util să ascundeți pragul liniei de transmisie în grafic pentru a analiza costurile nivelate. Putem vedea că tocmai am atins minimul local. Diferența dintre graficele de aproximare a costurilor la indicatori este cauzată de erori de aproximare. Dar aceste erori sunt în mare parte sistematice și, prin urmare, nu compensează minimul, ci doar scalează curba într-un mod diferit. Indicatorul nivelat al costurilor arată acum 0,84 ct / kWh în loc de 1,09 ct / kWh în a doua etapă.
Acest grafic arată fluxul total prin rețea pe tot parcursul anului. Graficul inferior reprezintă media zilei. De data aceasta, cu rezoluția de timp setată la „oră”, ziua medie este reprezentată corect. Această pagină este scrisă de Ali Aydemir * și David Schilling *
* Fraunhofer ISI Fraunhofer ISI, Breslauer Str. 48, 76139 Karlsruhe
Copyright © 2016-2018: Ali Aydemir, David Schilling
Creative Commons Atribuire 4.0 Licență internațională Această lucrare este licențiată sub licență internațională Creative Commons CC BY 4.0.
SPDX-Identificator de licență: CC-BY-4.0
Licență-text: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Am dori să transmitem aprecierile noastre cele mai profunde proiectului de hărți la distanță Orizont 2020 (Acordul de finanțare nr. 723677), care a furnizat finanțarea pentru realizarea prezentei investigații.
This page was automatically translated. View in another language:
English (original) Bulgarian* Croatian* Czech* Danish* Dutch* Estonian* Finnish* French* German* Greek* Hungarian* Irish* Italian* Latvian* Lithuanian* Maltese* Polish* Portuguese (Portugal, Brazil)* Slovak* Slovenian* Spanish* Swedish*
* machine translated