Introducere Wiki

Seturi de date

Funcționalități și structură generală a instrumentului

Module de calcul (CM)

Cum se aplică caseta de instrumente Hotmaps

Pentru dezvoltatori

Sigla Hotmaps

Evaluarea economică a potențialului de încălzire a districtului

Evaluarea economică a potențialului de încălzire a districtului

## Cuprins

Introducere

Acest modul de calcul folosește harta europeană a densității căldurii (EHDM) și o hartă europeană brută de suprafață (EGFAM) , ambele au fost dezvoltate pe parcursul proiectului Hotmaps , pentru a propune o metodă bazată pe GIS pentru determinarea potențialelor zone DH cu focus specific costuri pentru rețeaua de încălzire (DH). Zonele DH sunt determinate prin efectuarea analizelor de sensibilitate pe EHDM, luând în considerare limita superioară predefinită a costurilor medii de distribuție. În plus, abordarea permite estimarea lungimii și diametrului liniilor de transmisie și a costurilor asociate acestora. Rezultatele sunt straturi GIS care ilustrează zonele viabile din punct de vedere economic pentru construcția de DH, precum și liniile de transmisie cost-minime care leagă aceste regiuni între ele. Modulul de calcul poate fi utilizat pentru a studia impactul parametrilor precum plafonul costurilor rețelei și cota de piață asupra potențialului și asupra extinderii și extinderii sistemelor DH.

To Top

Intrări și ieșiri

Parametrii și straturile de intrare, precum și straturile și parametrii de ieșire sunt după cum urmează.

Straturile și parametrii de intrare sunt:

  • Harta densității căldurii și harta densității brute a suprafeței podelei (implicit este oferită de caseta de instrumente)
    • în format raster (* .tif)
    • cu rezoluție de 1 hectar
    • densitățile cererii în MWh / ha și densitatea brută a suprafeței etajului în m 2 / ha
  • Primul an de investiții
  • Anul trecut de investiții
  • Timpul de amortizare în ani
  • Economie de energie acumulată preconizată: raportul dintre energia economisită în ultimul an de investiții din cauza reamenajării clădirilor la cererea de căldură în primul an al investiției
  • Cota de piață DH la începutul perioadei de investiții
  • Cota de piață preconizată a DH la sfârșitul perioadei de investiții
  • Rata dobânzii
  • Plafonul costului rețelei DH în EUR / MWh : În zonele potențiale DH, costul rețelei de distribuție nu poate depăși plafonul de cost al rețelei de distribuție.
  • Costul de construcție constant în EUR / m , precum și coeficientul de cost de construcție în EUR / m 2 pentru:
    • Orașul interior
    • Orasul exterior
    • Parc
  • Ore complete de încărcare

Straturile de ieșire și parametrii sunt:

  • Cererea totală în regiunea selectată în primul an de investiții în MWh
  • Cererea totală în regiunea selectată din ultimul an de investiții în MWh
  • Potențialul maxim al sistemului DH în perioada de investiții în MWh
  • Costurile de energie specifice ale energiei DH în costuri EUR / MWh
  • Costurile de distribuție DH specifice energetic în EUR / MWh
  • Costurile de transmisie DH specifice energiei costă în EUR / MWh
  • Costurile de distribuție specifice de DH cost pe metru în EUR / m
  • Costurile specifice de transmisie DH cost pe metru în EUR / m
  • Costuri totale ale rețelei - anuitate în EUR
  • Costuri totale de distribuție - anualitate în EUR
  • Costuri totale ale rețelei de transport - anualitate în EUR
  • Lungimea totală a șanțului de distribuție în km
  • Lungimea totală a șanțului de transmisie în km
  • Numărul total de zone coerente
  • Număr de zone coerente economice
  • Densitatea cererii de căldură din ultimul an al perioadei de investiții (luând în considerare economiile de energie) în format raster
  • Zonele DH (atât cele economice, cât și cele neeconomice) în format shapefile
  • Liniile de transmisie și capacitățile acestora în format shapefile

To Top

Metodă

Aici este oferită o scurtă explicație a metodologiei. Pentru o explicație mai completă a metodologiei și formulărilor, vă rugăm să consultați lucrarea publicată despre acest modul de calcul [ 1 ].

Scopul modulului de calcul este de a găsi regiuni în care sistemul DH poate fi construit fără a depăși un plafon de cost mediu specific definit de utilizator în EUR / MWh . Aceasta se face în baza următoarelor presupuneri:

  • Zona economică de DH cu cea mai mare cerere de căldură este considerată ca fiind singura sursă de căldură disponibilă. Produce căldură pentru sine și pentru toate celelalte zone coerente economice.
  • între două zone DH, căldura poate curge într-o direcție,
  • cererea anuală de DH este considerată a rămâne constantă după ultimul an al perioadei de investiții
  • cota de piață sau economisirea de energie au aceleași procente în celulele unei zone DH și, de asemenea, în diferite zone DH.
  • Modelul creează un singur sistem DH conectat. Nu este posibil să existe două rețele.
  • Plafonul de cost al grilei parametrului de intrare este înmulțit cu ~ 95% pentru a obține plafonul de cost al rețelei de distribuție. Această valoare este utilizată pentru determinarea zonelor potențiale DH.

Determinarea zonelor de DH economice se face în trei etape. Pentru mai multe detalii, consultați testele furnizate.

PASUL 1: Calculul costurilor rețelei de distribuție pe baza cererii de căldură și a raportului de parcelă folosind EHDM și EGFAM

PASUL 2: Determinarea zonelor potențiale DH

PASUL 3: Determinarea zonelor de DH economice și capacitățile liniei de transmisie și configurația necesară pentru conectarea acestor zone între ele.

Opțiuni de rezolvare

Acest modul de calcul folosește soluționatorul Gurobi pentru rezolvarea problemei de optimizare. Pentru a garanta o funcționalitate stabilă a modulului de calcul, am introdus mai multe opțiuni pentru soluționarea problemei de optimizare. Aceste opțiuni sunt următoarele:

  • Diferența dintre legătura obiectivului inferior și superior este setată la 0,01 (MIPGap = 1e-2).
  • Diferența relativă dintre valoarea obiectivă primară și dublă a fost stabilită la 0,0001 (BarConvTol = 1e-4).
  • Focalizarea solverului este setată la 1 pentru a găsi soluțiile fezabile. Aici, accentul nu este nici optim, nici obiectiv legat (MIPFocus = 1).
  • Am limitat cantitatea de RAM folosită la 500 mb pentru a nu intra în situații critice în cazul rulărilor simultane ale utilizatorilor (NodefileStart = 0,5).

To Top

Depozitul GitHub al acestui modul de calcul

Aici obțineți dezvoltarea sângerării pentru acest modul de calcul.

To Top

Proba de rulare

Aici, modulul de calcul este rulat pentru studiul de caz din Viena, Austria. În primul rând, utilizați bara „Go To Place” pentru a naviga la Viena și a selecta orașul. Faceți clic pe butonul "Straturi" pentru a deschide fereastra "Straturi", apoi faceți clic pe fila "MODUL DE CALCULARE". În lista modulelor de calcul, selectați „CM - potențial de încălzire a districtului: evaluare economică”.

To Top

Test Run: valori de intrare implicite pentru studiul de caz din Viena

Valorile implicite furnizate în caseta de instrumente sunt potrivite practic pentru Viena, adică s-ar putea să nu se potrivească pentru alte regiuni și ar trebui adaptate în funcție de studiul de caz. Calculul se face pentru perioada 2018-2030 (2018 este anul 0, iar 2030 este anul 12, iar perioada de investiții va fi de 12 ani). Raportul estimat de economisire a energiei acumulate arată reducerea cererii de căldură comparativ cu începutul perioadei de investiții (anul 2018). Cota de piață DH se referă la cota de piață din zonele DH. Valoarea sa din începutul perioadei de investiții (anul 2018), arată cota de piață reală (cunoscută de obicei). Cota de piață preconizată în perioada de investiții este ceea ce așteptați să atingeți. Această valoare provine din hărți rutiere, scenarii, politici etc. În cazul implicit, considerăm rata dobânzii de 5%. Plafonul costului rețelei DH este înmulțit cu ~ 95% pentru a obține un plafon de cost pentru rețeaua de distribuție. Folosind această valoare, se obțin zonele potențiale DH. În zonele potențiale, costul mediu al rețelei de distribuție nu poate depăși plafonul de cost al rețelei de distribuție. Valoarea orelor de încărcare completă este utilizată pentru a estima sarcina maximă și pentru a găsi dimensiunea potrivită pentru rețeaua de transmisie.

Constanta costului de construcție și coeficientul costului de construcție provin din referință [ 2 ]. Regiunile obținute sunt foarte sensibile la aceste valori. Prin urmare, ca un comentariu general, vă sugerăm să calculați mai întâi cu aceste valori și numai dacă credeți că aceste valori duc la o supraestimare sau subestimare a rezultatelor dvs., apoi modificați-le.

În mod implicit, pentru calcul se utilizează harta densității căldurii și harta brută a densității suprafeței de pardoseală furnizate de cutia de instrumente. Puteți utiliza propriile straturi încărcate pentru a executa calculul. Aici, folosim straturi implicite.

Acum, apăsați butonul Run și așteptați până la finalizarea calculului.

NOTĂ IMPORTANTĂ : rețineți că acest modul de calcul poate dura câteva minute pentru a găsi soluția finală. Dacă calculația durează foarte mult (mai mult de 10 minute), selectați o regiune mai mică pentru calculul dvs. De asemenea, utilizarea valorilor arbitrare poate duce la un timp lung de calcul. Prin urmare, asigurați-vă că valorile furnizate sunt potrivite pentru regiunea selectată.

Figura următoare arată rezultatele obținute pentru parametrii de intrare date la Viena. Cei mai importanți indicatori sunt demonstrați în fereastra REZULTATE. În plus, puteți obține câțiva indicatori apăsând pe fiecare zonă potențială de pe hartă

Figure 1

Straturile de ieșire vor apărea în fereastra LAYERS în secțiunea Modul de calcul.

To Top

Referințe

[1]. Fallahnejad M, Hartner M, Kranzl L, Fritz S. Impactul costurilor de investiții de distribuție și de transmisie a sistemelor de încălzire pe districtul potențial de încălzire urbană. Energy Procedia 2018; 149: 141–50. doi: 10.1016 / j.egypro.2018.08.178.

[2]. Persson U, Werner S. Distribuția căldurii și competitivitatea viitoare a energiei termice. Appl Energy 2011; 88: 568–76. doi: 10.1016 / j.apenergy.2010.09.020.

To Top

Cum să cităm

Mostafa Fallahnejad, în Hotmaps-Wiki, https://github.com/HotMaps/hotmaps_wiki/wiki/CM-District-heating-grid-costs (aprilie 2019)

To Top

Autori și recenzori

Această pagină este scrisă de Mostafa Fallahnejad *.

  • [] Această pagină a fost revizuită de Lukas Kranzl *.

* Grupul de economie energetică - Institutul de sisteme energetice și unități electrice TU Wien Gusshausstrasse 27-29 / 370 1040 Wien

To Top

Licență

Copyright © 2016-2019: Mostafa Fallahnejad

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

To Top

Confirmare

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.

To Top

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