not logged in | [Login]
Tento POTENCIÁL TEPELNEJ DOPRAVY CM - EXCESS pomôže používateľovi identifikovať integračné potenciály prebytočného tepla v sieťach diaľkového vykurovania. Potenciály sú založené na CM - DISTRICTOVOM VYKUROVACÍM POTENCIÁLI. Tento KM identifikuje oblasti s priaznivými podmienkami pre siete diaľkového vykurovania. MOŽNOSŤ PREVÁDZKY TEPELNEJ DOPRAVY CM - EXCESS ukazuje, koľko tepla by sa mohlo v týchto oblastiach pokryť nadmerným priemyselným teplom. To však neznamená, že v tomto regióne už existuje sieť diaľkového vykurovania.
Nasledujúce údaje a metódy sa kombinujú pre predchádzajúcu úlohu.
dáta:
Požiadavky na vykurovanie v blízkych oblastiach s priaznivými podmienkami pre siete diaľkového vykurovania, ktoré sú rozpustené každú hodinu (z vykurovacieho potenciálu CM - DISTRICT).
Údaje o nadbytočnom množstve tepla priemyselných spoločností v oblasti, ktoré sa tiež riešia každú hodinu (z priemyselnej databázy údajov).
Predpoklady o nákladoch na tepelné výmenníky, čerpadlá a potrubia, ako aj tepelné straty pre potrubia diaľkového vykurovania.
Metóda (zjednodušená):
Cieľom tejto metódy je predstavovať najväčší možný prebytok tepla s nie príliš veľkým počtom, a teda príliš dlhými plynovodmi pre možných užívateľov diaľkového vykurovania vytváraním sietí s maximálnymi prietokmi. V konečnej sieti sa však nezohľadňujú najmä neefektívne dopravné vedenia (s nízkymi tokmi tepla, a teda s vysokými špecifickými nákladmi na prepravu tepla). Prah pre ekonomickú efektívnosť jednotlivých dopravných liniek môže určiť užívateľ (porovnaj prahovú hodnotu prepravnej linky).
Základné východisko tohto prístupu je takéto: ak existuje iba niekoľko zdrojov prebytočného tepla, na prepravu tepla do blízkych oblastí s priaznivými podmienkami pre diaľkové vykurovanie by sa vždy mohlo vziať do úvahy jeden plynovod na jeden zdroj. Ak by však do tej istej oblasti malo prúdiť niekoľko prebytočných zdrojov tepla, malo by zmysel zhromažďovať teplo a prepravovať ho do oblasti väčším spoločným potrubím. Prístup s jednou rúrkou na zdroj má tendenciu preceňovať úsilie na potrubiach.
Aby sa zabránilo vyššie uvedenému, problém plánovania potrubí sa aproximoval predpokladom problému sieťového toku. Na vyriešenie problému sa používa heuristika, pri ktorej sa môže prebytočné teplo zhromaždiť a preniesť k možným používateľom. Konkrétna metodická podoba riešenia s priblížením sa k stromu minimálneho rozsahu je popísaná v zodpovedajúcej metodickej časti. Dizajn potrubia určený v predchádzajúcom kontexte preto nepredstavuje podrobné plánovanie alebo skutočné vedenie trasy, ale používa sa iba na aproximáciu nákladov na distribúciu nadmerného množstva tepla v blízkych oblastiach s priaznivými podmienkami pre siete diaľkového vykurovania (pozri pozri nižšie). POTENCIÁL VYKUROVANIA CM - DISTRICT, koherentné oblasti kľúčových slov). Táto aproximácia nákladov sa teda týka celej siete.
Výsledky by sa potom mali najskôr interpretovať takto: ak by sa zaznamenané nadmerné množstvá tepla mali prepravovať spolu do vyznačených blízkych oblastí, potom by náklady na distribúciu tepla mohli byť rádovo také veľké, ako je uvedené v nástroji (porovnaj vyrovnané náklady). dodávok tepla). Hodnoty pre celú sieť sú spravidla tiež dobrým ukazovateľom začiatku pre jednotlivé plynovody. Účelom výsledkov je preto poskytnúť vývojárovi alebo plánovači projektu poradie veľkosti z hľadiska možných distribučných nákladov.
Oblasti diaľkového vykurovania (zatiaľ priamo poskytované prostredníctvom potenciálu diaľkového vykurovania CM)
Priemyselná databáza (štandardne poskytnutá súborom nástrojov)
Profily zaťaženia pre priemysel
Profily zaťaženia pre vykurovanie domácností a prípravu teplej úžitkovej vody
Min. potreba tepla na hektár
Pozri Potenciál DH .
Min. potreba tepla v oblasti DH
Pozri Potenciál DH .
Polomer vyhľadávania v km
Maximálna dĺžka prenosovej linky z bodu do bodu.
Životnosť zariadenia v rokoch
Rovnocenné náklady na teplo sa vzťahujú na toto časové obdobie.
Diskontná sadzba v%
Úroková miera z úveru požadovaná na vybudovanie siete.
Nákladový faktor
Faktor na prispôsobenie sieťových nákladov v prípade, že predvolené hodnoty presne nepredstavujú náklady. Investície potrebné pre sieť sa násobia týmto faktorom. Predvolené náklady nájdete tu .
Prevádzkové náklady v%
Prevádzkové náklady siete za rok. V percentách investícií potrebných pre sieť.
Prahová hodnota pre prenosové vedenia v ct / kWh
Maximálne vyrovnané náklady na teplo každej jednotlivej prenosovej linky. Tento parameter sa môže použiť na riadenie vyrovnaných nákladov na teplo pre celú sieť. Nižšia hodnota sa rovná nižším vyrovnaným nákladom na teplo, ale tiež zníženiu použitého prebytočného tepla a naopak.
Časové rozlíšenie
Nastavuje interval medzi výpočtami sieťového toku za celý rok. Môže to byť jedna z týchto hodnôt: (hodina, deň, týždeň, mesiac, rok)
Priestorové rozlíšenie v km
Nastavuje vzdialenosť vstupného bodu v zemepisnej šírke a šírke v dh oblastiach.
Prenosové vedenia
Tvarový súbor ukazujúci navrhované prenosové vedenia s ich teplotou, ročným tokom tepla a nákladmi. Podrobnosti nájdete tu.
Celkové prebytočné teplo vo vybranej oblasti v GWh
Celkové prebytočné teplo, ktoré sú k dispozícii priemyselné podniky vo vybranej oblasti a blízkosti.
Nadbytočné teplo pripojené v GWh
Celkové prebytočné teplo, ktoré sú k dispozícii v priemyselných závodoch pripojených k sieti.
Nadbytočné teplo používané v GWh
Skutočné prebytočné teplo použité pre dh.
Investície potrebné pre sieť v EUR
Na vybudovanie siete sú potrebné investície.
Ročné náklady na sieť v EUR / rok
Náklady spôsobené anuitnými a prevádzkovými nákladmi siete za rok.
Rovnomerné náklady na dodávku tepla v ct / kWh
rovnomerné náklady na teplo celej siete.
Potenciál DH a prebytočné teplo
Graf zobrazuje potenciál DH, celkové prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo. Podrobnosti nájdete tu .
Využité nadmerné teplo a potrebné investície
Grafické znázornenie ročného dodaného prebytočného tepla na investície potrebné pre sieť. Podrobnosti nájdete tu .
Prebytočné teplo a vyrovnané náklady
Grafické znázornenie ročného dodaného prebytočného tepla na vyrovnané náklady na sieť a zodpovedajúcu prahovú hodnotu prenosovej linky. Podrobnosti nájdete tu .
Zaťažovacie krivky
Grafické znázornenie mesačného dopytu a prebytku tepla. Podrobnosti nájdete tu .
Zaťažovacie krivky
Grafické znázornenie priemernej dennej potreby tepla a jeho prebytku. Podrobnosti nájdete tu .
Príklad prenosovej linky zobrazenej v paneli nástrojov Kliknutím na prenosovú linku sa objavia ďalšie informácie.
Tento graf porovnáva potenciál DH, celkové prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo. Viac informácií o ročnej potrebe tepla a potenciáli DH nájdete tu . Prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo sú rovnaké ako ich rovnako pomenované ukazovatele .
Tento graf zobrazuje náklady na sieť v porovnaní s ročným tokom. Oranžový bod predstavuje aktuálnu sieť s nastaveným prahom prenosovej linky Os x predstavuje ročný tok a os y nevyhnutnú investíciu pre celú sieť. Os x nie je lineárna a môže byť mätúca. Vždy skontrolujte skutočné hodnoty! Oranžový bod predstavuje sieť na aktuálne nastavenom prahu prenosovej linky . Odchýlky od ukazovateľa potrebnej investície sú bežné, pretože grafika je generovaná s menšou presnosťou z dôvodu výpočtovej zložitosti. Trend a priebeh grafu predstavujú vplyv prahu prenosovej linky na sieť a môžu byť skutočne užitočné. Najmä v spojení s nasledujúcou grafikou . V prípade malých sietí nemusí táto grafika zobrazovať žiadne užitočné informácie, pretože sieť nie je dosť zložitá na variácie.
Tento graf znázorňuje vyrovnanie nákladov na vykurovanie a potrebného prahu prenosovej linky pre určitý prietok. Oranžové body predstavujú hodnotu s aktuálne nastaveným prahom prenosovej linky Os x predstavuje ročný prietok a os y vyrovnáva náklady na teplo a prah prenosovej linky . Oranžové body predstavujú sieť na aktuálne nastavenom prahu prenosovej linky . Pretože prahová krivka prenosovej linky môže škálovať oveľa vyššie ako vyrovnané náklady, bolo by užitočné vypnúť zobrazenie prahovej krivky prenosovej linky, ako je znázornené na obrázku nižšie. V prípade malých sietí nemusí táto grafika zobrazovať žiadne užitočné informácie, pretože sieť nie je dosť zložitá na variácie.
Niekedy môže byť užitočné skryť prahovú hodnotu prenosovej linky v grafe na analýzu vyrovnaných nákladov. Odchýlky od vyrovnaných nákladov na ukazovateľ tepla sú bežné, pretože grafika je generovaná s menšou presnosťou z dôvodu výpočtovej zložitosti. Trend a priebeh grafu predstavujú vplyv prahu prenosovej linky na sieť a môžu byť skutočne užitočné. Len čo sa vyberú požadované vyrovnané náklady na teplo, prahovú krivku prenosovej linky možno znovu aktivovať a zodpovedajúci prah prenosovej linky pre požadovanú vyrovnanú cenu sa môže prečítať umiestnením kurzora nad krivku v tomto bode. Viac informácií o tom, ako používať grafiku, nájdete tu.
Tento graf ukazuje celkový tok sieťou počas celého roka. Dolná grafika predstavuje priemerný deň. Os x predstavuje čas a výkon osi y. Modré krivky predstavujú potrebu tepla v DH oblastiach a červené dostupné prebytočné teplo. Priesečník oboch kriviek predstavuje skutočný celkový tok tepla. Horná grafika zobrazuje tok za rok a spodný tok za priemerný deň. Upozorňujeme, že časové rozlíšenie musí byť nastavené aspoň na „mesiac“ pre hornú a „hodinu“, aby dolná grafika bola reprezentatívna.
Kľúčovým prvkom modulu pre nadmerné teplo je použitý model zdroja prepadu. Vybuduje prenosovú sieť s minimálnou dĺžkou a vypočítava prietok za každú hodinu v roku na základe profilov zaťaženia obytných budov s rozlíšením Nuts2 a priemyslových zaťažovacích profilov s rozlíšením Nuts0. Na základe spriemerovaných špičkových tokov v priebehu celého roka sa môžu vypočítať náklady na každé prenosové vedenie a výmenník tepla na strane zdroja a klesania.
Na základe ID Nuts0 a priemyselného sektora je každému zdroju priradený celoročne hodinový profil zaťaženia.
Na základe modulu výpočtu potenciálu diaľkového vykurovania sa v koherentných oblastiach vytvárajú rovnomerne vstupné body. V závislosti od Nuts2 ID vstupných bodov je priradený profil zaťaženia.
V rámci nastaveného polomeru sa kontroluje, ktoré zdroje sa nachádzajú v sebe, ktoré drezy sú v dosahu navzájom a ktoré drezy sú v dosahu zdrojov. Môže to predstavovať graf so zdrojmi a výlevkami tvoriacimi vrcholy a vrcholy v rozsahu, ktoré sú spojené hranou.
Minimálny preklenovací strom sa počíta so vzdialenosťou hrán ako hmotnosťou. To má za následok, že si graf zachováva svoju konektivitu, pričom má minimálnu celkovú dĺžku hrán. Upozorňujeme, že vstupné body súvislých oblastí sú interne prepojené zadarmo, pretože tvoria svoju vlastnú distribučnú sieť.
Maximálny prietok zo zdrojov do drezov sa počíta pre každú hodinu v roku.
Špičkový prietok za rok spriemerovaný za 3 hodiny určuje požadovanú kapacitu pre prenosové vedenia a výmenníky tepla. Náklady na prenosové vedenia závisia od dĺžky a kapacity, zatiaľ čo náklady na tepelné výmenníky sú ovplyvňované iba kapacitou. Na strane zdroja sa predpokladá výmenník tepla vzduch-kvapalina s integrovaným čerpadlom na prenosové vedenie a na strane drezu výmenník tepla kvapalina-kvapalina.
Pretože sú známe náklady a toky každého prenosového vedenia, je možné odstrániť vedenia s najvyšším pomerom cena k toku a tok sa môže prepočítať až do dosiahnutia požadovanej ceny za tok.
Na výpočet vzdialenosti medzi dvoma bodmi sa používa malá aproximácia uhla loxodrómu. Aj keď existuje aj presná implementácia ortodrómovej vzdialenosti, zvýšená presnosť nemá žiadny skutočný úžitok z dôvodu malých vzdialeností väčšinou menších ako 20 km a neistoty skutočnej dĺžky prenosovej linky kvôli mnohým faktorom, ako je topológia. Ak sú dva body v dosahu polomeru, uložia sa do zoznamu susediacich bodov. Vytváranie takýchto zoznamov susedstva sa uskutočňuje medzi zdrojmi a zdrojmi, drezy a drezmi a zdrojmi a drezmi. Dôvodom oddelenia je flexibilita pri pridávaní určitých požiadaviek na teplotu zdrojov alebo drezov.
Na základe knižnice igraph je implementovaná trieda NetworkGraph so všetkými funkciami potrebnými pre výpočtový modul. Aj keď je igraph zle zdokumentovaný, ponúka omnoho lepší výkon ako čisté pythonové moduly ako NetworkX a podpora širšej platformy mimo Linuxu na rozdiel od grafových nástrojov. Trieda NetworkGraph popisuje iba jednu sieť na povrchu, ale obsahuje 3 rôzne grafy. Po prvé, graf popisujúci sieť tak, ako je definovaný tromi zoznamami susedov. Po druhé, korešpondenčný graf vnútorne spájajúci drezy rovnakej koherentnej oblasti a posledný maximálny prietokový graf použitý na výpočet maximálneho prietoku.
Obsahuje iba skutočné zdroje a klesá ako vrcholy.
Každé umývadlo potrebuje korešpondenčné číslo, ktoré naznačuje, či je interne prepojené už existujúcou sieťou, napríklad v koherentných oblastiach. Drezy s rovnakým ID korešpondencie sú spojené s novým vrcholom s hranami s nulovou hmotnosťou. Toto je rozhodujúce pre výpočet minimálneho preklenovacieho stromu a dôvod, pre ktorý sa používa korešpondenčný graf. Táto funkcia je implementovaná aj pre zdroje, ale nepoužíva sa.
Pretože igraph vo svojej funkcii maximálneho toku nepodporuje viac zdrojov a klesá, je potrebný pomocný graf. Zavádza nekonečný zdroj a umývadlo vrcholu. Každý skutočný zdroj je pripojený k nekonečnému zdroju a každý skutočný drez je pripojený k nekonečnému umývadlu okrajom. Upozorňujeme, že ak je umývadlo pripojené k korešpondenčnému vrcholu, tento vrchol sa pripojí skôr ako samotný umývadlo.
Na základe korešpondenčného grafu sa vypočíta minimálny preklenovací strom. Hrany spájajúce koherentné umývadlá majú vždy hmotnosť 0, takže vždy zostanú súčasťou minimálneho preklenovacieho stromu.
Tok cez hrany spájajúce skutočné zdroje alebo drezy s nekonečným zdrojom alebo drezom je obmedzený na skutočnú kapacitu každého zdroja alebo drezu. Z numerických dôvodov sú kapacity normalizované tak, že najväčšia kapacita je 1. Tok cez podmnožinu hrán obsiahnutých v korešpondenčnom grafe je obmedzený na 1 000, čo by malo pre všetky intenzívne a účely ponúkať neobmedzený tok. Potom sa vypočíta maximálny prietok z nekonečného zdroja do nekonečného umývadla a tok sa upraví na pôvodnú veľkosť. Pretože koherentné drezy nie sú priamo spojené s nekonečným vrcholom drezu, ale korešpondenčným tokom je jeho prietok obmedzený na súčet všetkých koherentných umývadiel.
Implementácia funkcie igraph maximálneho toku využíva algoritmus Push-relabel. Tento typ algoritmu nie je citlivý na náklady a nemusí vždy nájsť najkratší spôsob smerovania toku. Algoritmus citlivý na náklady nie je v igraph k dispozícii a výkon by bol pravdepodobne nízky, aby bolo možné vyriešiť hodinový tok počas celého roka. Ale z dôvodu predchádzajúcej redukcie na minimálny preklenovací strom sú prípady, v ktorých je zvolené neideálne riešenie, veľmi obmedzené a nepravdepodobné. Algoritmus Push-relabel má tiež tendenciu smerovať tok cez najmenšie množstvo hrán. Implementácia igrafu sa javí ako deterministická v poradí rozdelenia toku, ak sú grafy prinajmenšom automorfizmy, čo je dôležité pre hodinový výpočet toku, pretože akákoľvek umelo zavedená oscilácia toku medzi hranami je nežiaduca.
Zdroje tepla sú prevzaté z priemyselnej databázy. Na základe ich nadmerného tepla, ID Nuts0 a priemyselného odvetvia sa pre každú lokalitu vytvorí záťažový profil pokrývajúci každú hodinu v roku. Plánuje sa vlastné pridávanie lokalít.
Chladiče sú založené na koherentných oblastiach so známou potrebou tepla. Koherentné oblasti tvoria masku mriežky, na ktorej sú umiestnené rovnaké body ako vstupné body. V závislosti na zvolenom ID Nuts2 je umývadlám priradený profil vykurovania. Plánuje sa vlastné pridávanie vstupných bodov a umývadiel.
Uvedené záťažové profily pozostávajú z 8760 bodov, ktoré predstavujú záťaž za každú hodinu 365 dní. Ďalšie informácie o profiloch zaťaženia nájdete tu.
Pretože systémy diaľkového vykurovania majú veľkú tepelnú kapacitu, špičkový prietok neznamená, že prenosové vedenia musia dodávať tento krátky nárast tepla okamžite. Preto sú požadované kapacity prenosových vedení a výmenníkov tepla určené spriemerovaným špičkovým zaťažením. Konkrétne sa funkcia numpy konvolúcie používa na priemerovanie toku za posledné tri hodiny konvolúciou konštantnou funkciou. V závislosti od tejto hodnoty sa vyberie prenosové vedenie z nasledujúcej tabuľky.
Špecifické náklady na použité prenosové vedenia
| Výkon v MW Náklady v EUR / m | Teplota v ° 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 |
Vypočítajú sa náklady na výmenník tepla na strane zdroja, ktorý sa považuje za vzduch do kvapaliny
Zdroj C HS (en-P) = vrchol P * 15 000 EUR / MW.
Náklady na výmenník tepla kvapalina - kvapalina na strane drezu sa určujú pomocou
C HSink (en-P) = vrchol P * 265 000 EUR / MW, ak vrchol P <1MW alebo
C HSink (en-P) = vrchol P * 100 000 EUR / MW inde.
Nasledujú náklady na čerpadlo
Čerpadlo C (en-P) = vrchol P * 240 000 EUR / MW, ak vrchol P <1MW alebo
Čerpadlo C (en-P) = vrchol P * 90 000 EUR / MW.
S prahom nákladov na tok pre prenosové vedenia môžu byť odstránené, ak ho prekročia, aby sa zlepšil pomer toku k nákladom. Po odstránení hrán je potrebné prietok prepočítať, pretože kontinuita toku v grafe už nie je zaručená. Pomer nákladov k toku by sa teraz mohol zvyšovať aj pre ďalšie hrany, takže tento proces sa opakuje, až kým sa suma všetkých tokov už nezmení.
Najskôr sa zdroje tepla a drezy naplnia svojimi profilmi zaťaženia. Potom sa vykoná vyhľadávanie s pevným polomerom a inicializuje sa Sieť. Potom sa sieť zníži na svoj minimálny preklenovací strom a maximálny prietok sa vypočíta pre každú hodinu v roku. Na základe prietoku sa vypočítajú náklady na každý výmenník tepla, čerpadlo a prenosové vedenie. Ak je definovaný pomer prahových nákladov k toku, vykoná sa postup odstránenia prenosovej linky. Nakoniec sa vrátia celkové náklady a celkový tok siete a rozloženie siete.
Cieľom súčasného POTENCIÁLU PRE DOPRAVU TEPLA CM - EXCESS je pomôcť používateľovi identifikovať integračné potenciály prebytočného tepla v sieťach diaľkového vykurovania. Napriek tomu, že existuje množstvo analytických funkcií, ktoré neobmedzujú používateľa, treba jednoznačne zdôrazniť, že nejde o podrobné technické plánovanie. Potenciály sú založené na CM - DISTRICTOVOM VYKUROVACÍM POTENCIÁLI. Tento KM identifikuje oblasti s priaznivými podmienkami pre siete diaľkového vykurovania. MOŽNOSŤ PREVÁDZKY TEPELNEJ DOPRAVY CM - EXCESS tak ukazuje, koľko tepla by sa v týchto oblastiach mohlo pokryť nadmerným priemyselným teplom. To však neznamená, že v tomto regióne už existuje sieť diaľkového vykurovania. Použitie tohto nástroja pre odborníkov z hľadiska aplikácie by preto mohlo vyzerať takto:
Ak je to potrebné, pridajte svoje vlastné údaje o spoločnostiach poskytujúcich nadmerné teplo v regióne s pridaním priemyselného závodu cm.
Zapnite prebytok tepla v priemyselných lokalitách.
Vykonajte POTENCIÁL PREPRAVY TEPLA CM - EXCESS.
Hodnota
Tento graf porovnáva potenciál DH, celkové prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo. ukazuje, koľko tepla by mohlo byť pokryté prebytočným teplom v skúmanej oblasti.
Ukazovatele Potrebné investície, ročné náklady a vyrovnané náklady na teplo zobrazuje špecifické náklady na výrobu tepla pre celú sieť. Poznámka: zobrazené náklady boli odhadnuté pomocou zjednodušeného prístupu. Tieto náklady sa nevzťahujú na jednotlivé plynovody. Zobrazené náklady sa však môžu použiť ako zjednodušený počiatočný predpoklad ako dopravné náklady na integráciu prebytočného tepla do pravdepodobne blízkej siete diaľkového vykurovania.
Z vyššie uvedeného je možné použiť nasledujúcu pracovnú hierarchiu:
Skontrolujte, či v uvažovanom regióne existuje alebo je plánovaná sieť diaľkového vykurovania.
Zobrazené potrubia obsahujú toky. Tu môžete vidieť, koľko prebytočného tepla sa prenáša z príslušných zdrojov. Dotknuté spoločnosti sa teraz môžu kontaktovať. Pravdepodobne najskôr spoločnosti s veľkým množstvom.
Prenosové vedenie a jeho tok Skontrolujte DH Potenciál CM, aby ste prispôsobili vstupy tak, aby sa vytvorila oblasť dh.
Pri výbere používateľa začiarknite vrstvu „priemyselné lokality“.
Skontrolujte varovanie .
Zväčšiť okruh vyhľadávania
Zvýšenie prahu prenosovej linky
Skontrolujte krajinu a podsektor nahraných priemyselných lokalít.
CM nemá prístup k údajom profilu vykurovania domácností, ktoré sa majú vykonať v tejto oblasti.
Vzorka beží v PL22 s predvolenými parametrami. Na karte Vrstvy sa odporúča zapnúť miesta s nadmerným teplom.
Vzorka beží v PL22. Ružové oblasti predstavujú diaľkové vykurovanie. Oranžová farba obkolesuje zdroj tepla a oranžová čiara prenosové vedenia v sieti. Tento graf porovnáva potenciál DH, celkové prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo. 
Tento graf zobrazuje náklady na sieť v porovnaní s ročným tokom. Oranžový bod predstavuje aktuálnu sieť s nastaveným prahom prenosovej linky V tomto prípade vidíme, že je k dispozícii oveľa viac prebytočného tepla ako použité, ale na druhej strane je maximálny možný prietok takmer dosiahnutý, pretože oranžový bod je na úrovni 1530 GWh ročne. V takom prípade môže zväčšenie polomeru vyhľadávania pomôcť distribuovať viac prebytočného tepla. Vo vzorke 2 urobíme presne to.
Tento graf znázorňuje vyrovnanie nákladov na vykurovanie a potrebného prahu prenosovej linky pre určitý prietok. Oranžové body predstavujú hodnotu s aktuálne nastaveným prahom prenosovej linky 
Niekedy môže byť užitočné skryť prahovú hodnotu prenosovej linky v grafe na analýzu vyrovnaných nákladov. 
Tento graf ukazuje celkový tok sieťou počas celého roka. Dolná grafika predstavuje priemerný deň. Pretože predvolené časové rozlíšenie je nastavené na „týždeň“, je v tomto prípade konštantné. Vzorka beží v PL22 s maximálnym polomerom vyhľadávania nastaveným na 40 km.
Vzorka beží v PL22. Ružové oblasti predstavujú diaľkové vykurovanie. Oranžová kruh okolo zdroja tepla a oranžová čiara prepúšťacie vedenie siete. Sieť je oveľa väčšia ako v prvom teste.
Tento graf porovnáva potenciál DH, celkové prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo. Využíva sa viac prebytočného tepla.
Tento graf zobrazuje náklady na sieť v porovnaní s ročným tokom. Oranžový bod predstavuje aktuálnu sieť s nastaveným prahom prenosovej linky 
Tento graf znázorňuje vyrovnanie nákladov na vykurovanie a potrebného prahu prenosovej linky pre určitý prietok. Oranžové body predstavujú hodnotu s aktuálne nastaveným prahom prenosovej linky 
Niekedy môže byť užitočné skryť prahovú hodnotu prenosovej linky v grafe na analýzu vyrovnaných nákladov. Vidíme lokálne minimum vyrovnaných nákladov na dodávku tepla na 4900 GWh ročne. Podržaním kurzora nad zelenou čiarou môžeme určiť, že sa to dosiahne pomocou prahu prenosovej linky 0,11 ct / kWh. V ukážkovom behu 3 sa pokúsime nájsť túto sieť.
Tento graf ukazuje celkový tok sieťou počas celého roka. Dolná grafika predstavuje priemerný deň. Pretože predvolené časové rozlíšenie je nastavené na „týždeň“, je v tomto prípade konštantné. Vzorka prebieha v PL22 s maximálnym polomerom vyhľadávania nastaveným na 40 km, prahom prenosovej linky nastaveným na 0,11ct / kWh a časovým rozlíšením nastaveným na „hodinu“.
Vzorka beží v PL22. Ružové oblasti predstavujú diaľkové vykurovanie. Oranžová farba obkolesuje zdroj tepla a oranžová čiara prenosové vedenia v sieti. Sieť je menšia ako v druhom behu, ale zachováva veľkú časť toku.
Tento graf porovnáva potenciál DH, celkové prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo. Tento graf zobrazuje náklady na sieť v porovnaní s ročným tokom. Oranžový bod predstavuje aktuálnu sieť s nastaveným prahom prenosovej linky Tento graf znázorňuje vyrovnanie nákladov na vykurovanie a potrebného prahu prenosovej linky pre určitý prietok. Oranžové body predstavujú hodnotu s aktuálne nastaveným prahom prenosovej linky Niekedy môže byť užitočné skryť prahovú hodnotu prenosovej linky v grafe na analýzu vyrovnaných nákladov. Vidíme, že sme práve dosiahli miestne minimum. Rozdiel v grafoch priblíženia nákladov k ukazovateľom je spôsobený chybami pri aproximácii. Tieto chyby sú však väčšinou systematické, a preto nekompenzujú minimum, ale iba upravujú krivku iným spôsobom. Ukazovateľ vyrovnaných nákladov teraz zobrazuje 0,84 ct / kWh namiesto 1,09 ct / kWh v druhom cykle.
Tento graf ukazuje celkový tok sieťou počas celého roka. Dolná grafika predstavuje priemerný deň. Tento čas s rozlíšením času nastaveným na „hodinu“ je priemerný deň správne zobrazený. Túto stránku napísali Ali Aydemir * a David Schilling *
* Fraunhofer ISI Fraunhofer ISI, Breslauer Str. 48, 76139 Karlsruhe
Copyright © 2016-2018: Ali Aydemir, David Schilling
Medzinárodná licencia Creative Commons Attribution 4.0 Táto práca je licencovaná na základe medzinárodnej licencie Creative Commons CC BY 4.0.
Identifikátor licencie SPDX: CC-BY-4.0
Text licencie: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Chceli by sme vyjadriť najhlbšie uznanie projektu Horizont 2020 Hotmaps (dohoda o grante č. 723677), ktorý poskytol finančné prostriedky na vykonanie tohto vyšetrovania.
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)* Romanian* Slovenian* Spanish* Swedish*
* machine translated1> CM Nadmerný potenciál prenosu tepla
Tento POTENCIÁL TEPELNEJ DOPRAVY CM - EXCESS pomôže používateľovi identifikovať integračné potenciály prebytočného tepla v sieťach diaľkového vykurovania. Potenciály sú založené na CM - DISTRICTOVOM VYKUROVACÍM POTENCIÁLI. Tento KM identifikuje oblasti s priaznivými podmienkami pre siete diaľkového vykurovania. MOŽNOSŤ PREVÁDZKY TEPELNEJ DOPRAVY CM - EXCESS ukazuje, koľko tepla by sa mohlo v týchto oblastiach pokryť nadmerným priemyselným teplom. To však neznamená, že v tomto regióne už existuje sieť diaľkového vykurovania.
Nasledujúce údaje a metódy sa kombinujú pre predchádzajúcu úlohu.
dáta:
Požiadavky na vykurovanie v blízkych oblastiach s priaznivými podmienkami pre siete diaľkového vykurovania, ktoré sú rozpustené každú hodinu (z vykurovacieho potenciálu CM - DISTRICT).
Údaje o nadbytočnom množstve tepla priemyselných spoločností v oblasti, ktoré sa tiež riešia každú hodinu (z priemyselnej databázy údajov).
Predpoklady o nákladoch na tepelné výmenníky, čerpadlá a potrubia, ako aj tepelné straty pre potrubia diaľkového vykurovania.
Metóda (zjednodušená):
Cieľom tejto metódy je predstavovať najväčší možný prebytok tepla s nie príliš veľkým počtom, a teda príliš dlhými plynovodmi pre možných užívateľov diaľkového vykurovania vytváraním sietí s maximálnymi prietokmi. V konečnej sieti sa však nezohľadňujú najmä neefektívne dopravné vedenia (s nízkymi tokmi tepla, a teda s vysokými špecifickými nákladmi na prepravu tepla). Prah pre ekonomickú efektívnosť jednotlivých dopravných liniek môže určiť užívateľ (porovnaj prahovú hodnotu prepravnej linky).
Základné východisko tohto prístupu je takéto: ak existuje iba niekoľko zdrojov prebytočného tepla, na prepravu tepla do blízkych oblastí s priaznivými podmienkami pre diaľkové vykurovanie by sa vždy mohlo vziať do úvahy jeden plynovod na jeden zdroj. Ak by však do tej istej oblasti malo prúdiť niekoľko prebytočných zdrojov tepla, malo by zmysel zhromažďovať teplo a prepravovať ho do oblasti väčším spoločným potrubím. Prístup s jednou rúrkou na zdroj má tendenciu preceňovať úsilie na potrubiach.
Aby sa zabránilo vyššie uvedenému, problém plánovania potrubí sa aproximoval predpokladom problému sieťového toku. Na vyriešenie problému sa používa heuristika, pri ktorej sa môže prebytočné teplo zhromaždiť a preniesť k možným používateľom. Konkrétna metodická podoba riešenia s priblížením sa k stromu minimálneho rozsahu je popísaná v zodpovedajúcej metodickej časti. Dizajn potrubia určený v predchádzajúcom kontexte preto nepredstavuje podrobné plánovanie alebo skutočné vedenie trasy, ale používa sa iba na aproximáciu nákladov na distribúciu nadmerného množstva tepla v blízkych oblastiach s priaznivými podmienkami pre siete diaľkového vykurovania (pozri pozri nižšie). POTENCIÁL VYKUROVANIA CM - DISTRICT, koherentné oblasti kľúčových slov). Táto aproximácia nákladov sa teda týka celej siete.
Výsledky by sa potom mali najskôr interpretovať takto: ak by sa zaznamenané nadmerné množstvá tepla mali prepravovať spolu do vyznačených blízkych oblastí, potom by náklady na distribúciu tepla mohli byť rádovo také veľké, ako je uvedené v nástroji (porovnaj vyrovnané náklady). dodávok tepla). Hodnoty pre celú sieť sú spravidla tiež dobrým ukazovateľom začiatku pre jednotlivé plynovody. Účelom výsledkov je preto poskytnúť vývojárovi alebo plánovači projektu poradie veľkosti z hľadiska možných distribučných nákladov.
Oblasti diaľkového vykurovania (zatiaľ priamo poskytované prostredníctvom potenciálu diaľkového vykurovania CM)
Priemyselná databáza (štandardne poskytnutá súborom nástrojov)
Profily zaťaženia pre priemysel
Profily zaťaženia pre vykurovanie domácností a prípravu teplej úžitkovej vody
Min. potreba tepla na hektár
Pozri Potenciál DH .
Min. potreba tepla v oblasti DH
Pozri Potenciál DH .
Polomer vyhľadávania v km
Maximálna dĺžka prenosovej linky z bodu do bodu.
Životnosť zariadenia v rokoch
Rovnocenné náklady na teplo sa vzťahujú na toto časové obdobie.
Diskontná sadzba v%
Úroková miera z úveru požadovaná na vybudovanie siete.
Nákladový faktor
Faktor na prispôsobenie sieťových nákladov v prípade, že predvolené hodnoty presne nepredstavujú náklady. Investície potrebné pre sieť sa násobia týmto faktorom. Predvolené náklady nájdete tu .
Prevádzkové náklady v%
Prevádzkové náklady siete za rok. V percentách investícií potrebných pre sieť.
Prahová hodnota pre prenosové vedenia v ct / kWh
Maximálne vyrovnané náklady na teplo každej jednotlivej prenosovej linky. Tento parameter sa môže použiť na riadenie vyrovnaných nákladov na teplo pre celú sieť. Nižšia hodnota sa rovná nižším vyrovnaným nákladom na teplo, ale tiež zníženiu použitého prebytočného tepla a naopak.
Časové rozlíšenie
Nastavuje interval medzi výpočtami sieťového toku za celý rok. Môže to byť jedna z týchto hodnôt: (hodina, deň, týždeň, mesiac, rok)
Priestorové rozlíšenie v km
Nastavuje vzdialenosť vstupného bodu v zemepisnej šírke a šírke v dh oblastiach.
Prenosové vedenia
Tvarový súbor ukazujúci navrhované prenosové vedenia s ich teplotou, ročným tokom tepla a nákladmi. Podrobnosti nájdete tu.
Celkové prebytočné teplo vo vybranej oblasti v GWh
Celkové prebytočné teplo, ktoré sú k dispozícii priemyselné podniky vo vybranej oblasti a blízkosti.
Nadbytočné teplo pripojené v GWh
Celkové prebytočné teplo, ktoré sú k dispozícii v priemyselných závodoch pripojených k sieti.
Nadbytočné teplo používané v GWh
Skutočné prebytočné teplo použité pre dh.
Investície potrebné pre sieť v EUR
Na vybudovanie siete sú potrebné investície.
Ročné náklady na sieť v EUR / rok
Náklady spôsobené anuitnými a prevádzkovými nákladmi siete za rok.
Rovnomerné náklady na dodávku tepla v ct / kWh
rovnomerné náklady na teplo celej siete.
Potenciál DH a prebytočné teplo
Graf zobrazuje potenciál DH, celkové prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo. Podrobnosti nájdete tu .
Využité nadmerné teplo a potrebné investície
Grafické znázornenie ročného dodaného prebytočného tepla na investície potrebné pre sieť. Podrobnosti nájdete tu .
Prebytočné teplo a vyrovnané náklady
Grafické znázornenie ročného dodaného prebytočného tepla na vyrovnané náklady na sieť a zodpovedajúcu prahovú hodnotu prenosovej linky. Podrobnosti nájdete tu .
Zaťažovacie krivky
Grafické znázornenie mesačného dopytu a prebytku tepla. Podrobnosti nájdete tu .
Zaťažovacie krivky
Grafické znázornenie priemernej dennej potreby tepla a jeho prebytku. Podrobnosti nájdete tu .
Príklad prenosovej linky zobrazenej v paneli nástrojov Kliknutím na prenosovú linku sa objavia ďalšie informácie.
Tento graf porovnáva potenciál DH, celkové prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo. Viac informácií o ročnej potrebe tepla a potenciáli DH nájdete tu . Prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo sú rovnaké ako ich rovnako pomenované ukazovatele .
Tento graf zobrazuje náklady na sieť v porovnaní s ročným tokom. Oranžový bod predstavuje aktuálnu sieť s nastaveným prahom prenosovej linky Os x predstavuje ročný tok a os y nevyhnutnú investíciu pre celú sieť. Os x nie je lineárna a môže byť mätúca. Vždy skontrolujte skutočné hodnoty! Oranžový bod predstavuje sieť na aktuálne nastavenom prahu prenosovej linky . Odchýlky od ukazovateľa potrebnej investície sú bežné, pretože grafika je generovaná s menšou presnosťou z dôvodu výpočtovej zložitosti. Trend a priebeh grafu predstavujú vplyv prahu prenosovej linky na sieť a môžu byť skutočne užitočné. Najmä v spojení s nasledujúcou grafikou . V prípade malých sietí nemusí táto grafika zobrazovať žiadne užitočné informácie, pretože sieť nie je dosť zložitá na variácie.
Tento graf znázorňuje vyrovnanie nákladov na vykurovanie a potrebného prahu prenosovej linky pre určitý prietok. Oranžové body predstavujú hodnotu s aktuálne nastaveným prahom prenosovej linky Os x predstavuje ročný prietok a os y vyrovnáva náklady na teplo a prah prenosovej linky . Oranžové body predstavujú sieť na aktuálne nastavenom prahu prenosovej linky . Pretože prahová krivka prenosovej linky môže škálovať oveľa vyššie ako vyrovnané náklady, bolo by užitočné vypnúť zobrazenie prahovej krivky prenosovej linky, ako je znázornené na obrázku nižšie. V prípade malých sietí nemusí táto grafika zobrazovať žiadne užitočné informácie, pretože sieť nie je dosť zložitá na variácie.
Niekedy môže byť užitočné skryť prahovú hodnotu prenosovej linky v grafe na analýzu vyrovnaných nákladov. Odchýlky od vyrovnaných nákladov na ukazovateľ tepla sú bežné, pretože grafika je generovaná s menšou presnosťou z dôvodu výpočtovej zložitosti. Trend a priebeh grafu predstavujú vplyv prahu prenosovej linky na sieť a môžu byť skutočne užitočné. Len čo sa vyberú požadované vyrovnané náklady na teplo, prahovú krivku prenosovej linky možno znovu aktivovať a zodpovedajúci prah prenosovej linky pre požadovanú vyrovnanú cenu sa môže prečítať umiestnením kurzora nad krivku v tomto bode. Viac informácií o tom, ako používať grafiku, nájdete tu.
Tento graf ukazuje celkový tok sieťou počas celého roka. Dolná grafika predstavuje priemerný deň. Os x predstavuje čas a výkon osi y. Modré krivky predstavujú potrebu tepla v DH oblastiach a červené dostupné prebytočné teplo. Priesečník oboch kriviek predstavuje skutočný celkový tok tepla. Horná grafika zobrazuje tok za rok a spodný tok za priemerný deň. Upozorňujeme, že časové rozlíšenie musí byť nastavené aspoň na „mesiac“ pre hornú a „hodinu“, aby dolná grafika bola reprezentatívna.
Kľúčovým prvkom modulu pre nadmerné teplo je použitý model zdroja prepadu. Vybuduje prenosovú sieť s minimálnou dĺžkou a vypočítava prietok za každú hodinu v roku na základe profilov zaťaženia obytných budov s rozlíšením Nuts2 a priemyslových zaťažovacích profilov s rozlíšením Nuts0. Na základe spriemerovaných špičkových tokov v priebehu celého roka sa môžu vypočítať náklady na každé prenosové vedenie a výmenník tepla na strane zdroja a klesania.
Na základe ID Nuts0 a priemyselného sektora je každému zdroju priradený celoročne hodinový profil zaťaženia.
Na základe modulu výpočtu potenciálu diaľkového vykurovania sa v koherentných oblastiach vytvárajú rovnomerne vstupné body. V závislosti od Nuts2 ID vstupných bodov je priradený profil zaťaženia.
V rámci nastaveného polomeru sa kontroluje, ktoré zdroje sa nachádzajú v sebe, ktoré drezy sú v dosahu navzájom a ktoré drezy sú v dosahu zdrojov. Môže to predstavovať graf so zdrojmi a výlevkami tvoriacimi vrcholy a vrcholy v rozsahu, ktoré sú spojené hranou.
Minimálny preklenovací strom sa počíta so vzdialenosťou hrán ako hmotnosťou. To má za následok, že si graf zachováva svoju konektivitu, pričom má minimálnu celkovú dĺžku hrán. Upozorňujeme, že vstupné body súvislých oblastí sú interne prepojené zadarmo, pretože tvoria svoju vlastnú distribučnú sieť.
Maximálny prietok zo zdrojov do drezov sa počíta pre každú hodinu v roku.
Špičkový prietok za rok spriemerovaný za 3 hodiny určuje požadovanú kapacitu pre prenosové vedenia a výmenníky tepla. Náklady na prenosové vedenia závisia od dĺžky a kapacity, zatiaľ čo náklady na tepelné výmenníky sú ovplyvňované iba kapacitou. Na strane zdroja sa predpokladá výmenník tepla vzduch-kvapalina s integrovaným čerpadlom na prenosové vedenie a na strane drezu výmenník tepla kvapalina-kvapalina.
Pretože sú známe náklady a toky každého prenosového vedenia, je možné odstrániť vedenia s najvyšším pomerom cena k toku a tok sa môže prepočítať až do dosiahnutia požadovanej ceny za tok.
Na výpočet vzdialenosti medzi dvoma bodmi sa používa malá aproximácia uhla loxodrómu. Aj keď existuje aj presná implementácia ortodrómovej vzdialenosti, zvýšená presnosť nemá žiadny skutočný úžitok z dôvodu malých vzdialeností väčšinou menších ako 20 km a neistoty skutočnej dĺžky prenosovej linky kvôli mnohým faktorom, ako je topológia. Ak sú dva body v dosahu polomeru, uložia sa do zoznamu susediacich bodov. Vytváranie takýchto zoznamov susedstva sa uskutočňuje medzi zdrojmi a zdrojmi, drezy a drezmi a zdrojmi a drezmi. Dôvodom oddelenia je flexibilita pri pridávaní určitých požiadaviek na teplotu zdrojov alebo drezov.
Na základe knižnice igraph je implementovaná trieda NetworkGraph so všetkými funkciami potrebnými pre výpočtový modul. Aj keď je igraph zle zdokumentovaný, ponúka omnoho lepší výkon ako čisté pythonové moduly ako NetworkX a podpora širšej platformy mimo Linuxu na rozdiel od grafových nástrojov. Trieda NetworkGraph popisuje iba jednu sieť na povrchu, ale obsahuje 3 rôzne grafy. Po prvé, graf popisujúci sieť tak, ako je definovaný tromi zoznamami susedov. Po druhé, korešpondenčný graf vnútorne spájajúci drezy rovnakej koherentnej oblasti a posledný maximálny prietokový graf použitý na výpočet maximálneho prietoku.
Obsahuje iba skutočné zdroje a klesá ako vrcholy.
Každé umývadlo potrebuje korešpondenčné číslo, ktoré naznačuje, či je interne prepojené už existujúcou sieťou, napríklad v koherentných oblastiach. Drezy s rovnakým ID korešpondencie sú spojené s novým vrcholom s hranami s nulovou hmotnosťou. Toto je rozhodujúce pre výpočet minimálneho preklenovacieho stromu a dôvod, pre ktorý sa používa korešpondenčný graf. Táto funkcia je implementovaná aj pre zdroje, ale nepoužíva sa.
Pretože igraph vo svojej funkcii maximálneho toku nepodporuje viac zdrojov a klesá, je potrebný pomocný graf. Zavádza nekonečný zdroj a umývadlo vrcholu. Každý skutočný zdroj je pripojený k nekonečnému zdroju a každý skutočný drez je pripojený k nekonečnému umývadlu okrajom. Upozorňujeme, že ak je umývadlo pripojené k korešpondenčnému vrcholu, tento vrchol sa pripojí skôr ako samotný umývadlo.
Na základe korešpondenčného grafu sa vypočíta minimálny preklenovací strom. Hrany spájajúce koherentné umývadlá majú vždy hmotnosť 0, takže vždy zostanú súčasťou minimálneho preklenovacieho stromu.
Tok cez hrany spájajúce skutočné zdroje alebo drezy s nekonečným zdrojom alebo drezom je obmedzený na skutočnú kapacitu každého zdroja alebo drezu. Z numerických dôvodov sú kapacity normalizované tak, že najväčšia kapacita je 1. Tok cez podmnožinu hrán obsiahnutých v korešpondenčnom grafe je obmedzený na 1 000, čo by malo pre všetky intenzívne a účely ponúkať neobmedzený tok. Potom sa vypočíta maximálny prietok z nekonečného zdroja do nekonečného umývadla a tok sa upraví na pôvodnú veľkosť. Pretože koherentné drezy nie sú priamo spojené s nekonečným vrcholom drezu, ale korešpondenčným tokom je jeho prietok obmedzený na súčet všetkých koherentných umývadiel.
Implementácia funkcie igraph maximálneho toku využíva algoritmus Push-relabel. Tento typ algoritmu nie je citlivý na náklady a nemusí vždy nájsť najkratší spôsob smerovania toku. Algoritmus citlivý na náklady nie je v igraph k dispozícii a výkon by bol pravdepodobne nízky, aby bolo možné vyriešiť hodinový tok počas celého roka. Ale z dôvodu predchádzajúcej redukcie na minimálny preklenovací strom sú prípady, v ktorých je zvolené neideálne riešenie, veľmi obmedzené a nepravdepodobné. Algoritmus Push-relabel má tiež tendenciu smerovať tok cez najmenšie množstvo hrán. Implementácia igrafu sa javí ako deterministická v poradí rozdelenia toku, ak sú grafy prinajmenšom automorfizmy, čo je dôležité pre hodinový výpočet toku, pretože akákoľvek umelo zavedená oscilácia toku medzi hranami je nežiaduca.
Zdroje tepla sú prevzaté z priemyselnej databázy. Na základe ich nadmerného tepla, ID Nuts0 a priemyselného odvetvia sa pre každú lokalitu vytvorí záťažový profil pokrývajúci každú hodinu v roku. Plánuje sa vlastné pridávanie lokalít.
Chladiče sú založené na koherentných oblastiach so známou potrebou tepla. Koherentné oblasti tvoria masku mriežky, na ktorej sú umiestnené rovnaké body ako vstupné body. V závislosti na zvolenom ID Nuts2 je umývadlám priradený profil vykurovania. Plánuje sa vlastné pridávanie vstupných bodov a umývadiel.
Uvedené záťažové profily pozostávajú z 8760 bodov, ktoré predstavujú záťaž za každú hodinu 365 dní. Ďalšie informácie o profiloch zaťaženia nájdete tu.
Pretože systémy diaľkového vykurovania majú veľkú tepelnú kapacitu, špičkový prietok neznamená, že prenosové vedenia musia dodávať tento krátky nárast tepla okamžite. Preto sú požadované kapacity prenosových vedení a výmenníkov tepla určené spriemerovaným špičkovým zaťažením. Konkrétne sa funkcia numpy konvolúcie používa na priemerovanie toku za posledné tri hodiny konvolúciou konštantnou funkciou. V závislosti od tejto hodnoty sa vyberie prenosové vedenie z nasledujúcej tabuľky.
Špecifické náklady na použité prenosové vedenia
| Výkon v MW Náklady v EUR / m | Teplota v ° 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 |
Vypočítajú sa náklady na výmenník tepla na strane zdroja, ktorý sa považuje za vzduch do kvapaliny
Zdroj C HS (en-P) = vrchol P * 15 000 EUR / MW.
Náklady na výmenník tepla kvapalina - kvapalina na strane drezu sa určujú pomocou
C HSink (en-P) = vrchol P * 265 000 EUR / MW, ak vrchol P <1MW alebo
C HSink (en-P) = vrchol P * 100 000 EUR / MW inde.
Nasledujú náklady na čerpadlo
Čerpadlo C (en-P) = vrchol P * 240 000 EUR / MW, ak vrchol P <1MW alebo
Čerpadlo C (en-P) = vrchol P * 90 000 EUR / MW.
S prahom nákladov na tok pre prenosové vedenia môžu byť odstránené, ak ho prekročia, aby sa zlepšil pomer toku k nákladom. Po odstránení hrán je potrebné prietok prepočítať, pretože kontinuita toku v grafe už nie je zaručená. Pomer nákladov k toku by sa teraz mohol zvyšovať aj pre ďalšie hrany, takže tento proces sa opakuje, až kým sa suma všetkých tokov už nezmení.
Najskôr sa zdroje tepla a drezy naplnia svojimi profilmi zaťaženia. Potom sa vykoná vyhľadávanie s pevným polomerom a inicializuje sa Sieť. Potom sa sieť zníži na svoj minimálny preklenovací strom a maximálny prietok sa vypočíta pre každú hodinu v roku. Na základe prietoku sa vypočítajú náklady na každý výmenník tepla, čerpadlo a prenosové vedenie. Ak je definovaný pomer prahových nákladov k toku, vykoná sa postup odstránenia prenosovej linky. Nakoniec sa vrátia celkové náklady a celkový tok siete a rozloženie siete.
Cieľom súčasného POTENCIÁLU PRE DOPRAVU TEPLA CM - EXCESS je pomôcť používateľovi identifikovať integračné potenciály prebytočného tepla v sieťach diaľkového vykurovania. Napriek tomu, že existuje množstvo analytických funkcií, ktoré neobmedzujú používateľa, treba jednoznačne zdôrazniť, že nejde o podrobné technické plánovanie. Potenciály sú založené na CM - DISTRICTOVOM VYKUROVACÍM POTENCIÁLI. Tento KM identifikuje oblasti s priaznivými podmienkami pre siete diaľkového vykurovania. MOŽNOSŤ PREVÁDZKY TEPELNEJ DOPRAVY CM - EXCESS tak ukazuje, koľko tepla by sa v týchto oblastiach mohlo pokryť nadmerným priemyselným teplom. To však neznamená, že v tomto regióne už existuje sieť diaľkového vykurovania. Použitie tohto nástroja pre odborníkov z hľadiska aplikácie by preto mohlo vyzerať takto:
Ak je to potrebné, pridajte svoje vlastné údaje o spoločnostiach poskytujúcich nadmerné teplo v regióne s pridaním priemyselného závodu cm.
Zapnite prebytok tepla v priemyselných lokalitách.
Vykonajte POTENCIÁL PREPRAVY TEPLA CM - EXCESS.
Hodnota
Tento graf porovnáva potenciál DH, celkové prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo. ukazuje, koľko tepla by mohlo byť pokryté prebytočným teplom v skúmanej oblasti.
Ukazovatele Potrebné investície, ročné náklady a vyrovnané náklady na teplo zobrazuje špecifické náklady na výrobu tepla pre celú sieť. Poznámka: zobrazené náklady boli odhadnuté pomocou zjednodušeného prístupu. Tieto náklady sa nevzťahujú na jednotlivé plynovody. Zobrazené náklady sa však môžu použiť ako zjednodušený počiatočný predpoklad ako dopravné náklady na integráciu prebytočného tepla do pravdepodobne blízkej siete diaľkového vykurovania.
Z vyššie uvedeného je možné použiť nasledujúcu pracovnú hierarchiu:
Skontrolujte, či v uvažovanom regióne existuje alebo je plánovaná sieť diaľkového vykurovania.
Zobrazené potrubia obsahujú toky. Tu môžete vidieť, koľko prebytočného tepla sa prenáša z príslušných zdrojov. Dotknuté spoločnosti sa teraz môžu kontaktovať. Pravdepodobne najskôr spoločnosti s veľkým množstvom.
Prenosové vedenie a jeho tok Skontrolujte DH Potenciál CM, aby ste prispôsobili vstupy tak, aby sa vytvorila oblasť dh.
Pri výbere používateľa začiarknite vrstvu „priemyselné lokality“.
Skontrolujte varovanie .
Zväčšiť okruh vyhľadávania
Zvýšenie prahu prenosovej linky
Skontrolujte krajinu a podsektor nahraných priemyselných lokalít.
CM nemá prístup k údajom profilu vykurovania domácností, ktoré sa majú vykonať v tejto oblasti.
Vzorka beží v PL22 s predvolenými parametrami. Na karte Vrstvy sa odporúča zapnúť miesta s nadmerným teplom.
Vzorka beží v PL22. Ružové oblasti predstavujú diaľkové vykurovanie. Oranžová farba obkolesuje zdroj tepla a oranžová čiara prenosové vedenia v sieti. Tento graf porovnáva potenciál DH, celkové prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo. Tento graf zobrazuje náklady na sieť v porovnaní s ročným tokom. Oranžový bod predstavuje aktuálnu sieť s nastaveným prahom prenosovej linky V tomto prípade vidíme, že je k dispozícii oveľa viac prebytočného tepla ako použité, ale na druhej strane je maximálny možný prietok takmer dosiahnutý, pretože oranžový bod je na úrovni 1530 GWh ročne. V takom prípade môže zväčšenie polomeru vyhľadávania pomôcť distribuovať viac prebytočného tepla. Vo vzorke 2 urobíme presne to.
Tento graf znázorňuje vyrovnanie nákladov na vykurovanie a potrebného prahu prenosovej linky pre určitý prietok. Oranžové body predstavujú hodnotu s aktuálne nastaveným prahom prenosovej linky Niekedy môže byť užitočné skryť prahovú hodnotu prenosovej linky v grafe na analýzu vyrovnaných nákladov. Tento graf ukazuje celkový tok sieťou počas celého roka. Dolná grafika predstavuje priemerný deň. Pretože predvolené časové rozlíšenie je nastavené na „týždeň“, je v tomto prípade konštantné. Vzorka beží v PL22 s maximálnym polomerom vyhľadávania nastaveným na 40 km.
Vzorka beží v PL22. Ružové oblasti predstavujú diaľkové vykurovanie. Oranžová kruh okolo zdroja tepla a oranžová čiara prepúšťacie vedenie siete. Sieť je oveľa väčšia ako v prvom teste.
Tento graf porovnáva potenciál DH, celkové prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo. Využíva sa viac prebytočného tepla.
Tento graf zobrazuje náklady na sieť v porovnaní s ročným tokom. Oranžový bod predstavuje aktuálnu sieť s nastaveným prahom prenosovej linky Tento graf znázorňuje vyrovnanie nákladov na vykurovanie a potrebného prahu prenosovej linky pre určitý prietok. Oranžové body predstavujú hodnotu s aktuálne nastaveným prahom prenosovej linky Niekedy môže byť užitočné skryť prahovú hodnotu prenosovej linky v grafe na analýzu vyrovnaných nákladov. Vidíme lokálne minimum vyrovnaných nákladov na dodávku tepla na 4900 GWh ročne. Podržaním kurzora nad zelenou čiarou môžeme určiť, že sa to dosiahne pomocou prahu prenosovej linky 0,11 ct / kWh. V ukážkovom behu 3 sa pokúsime nájsť túto sieť.
Tento graf ukazuje celkový tok sieťou počas celého roka. Dolná grafika predstavuje priemerný deň. Pretože predvolené časové rozlíšenie je nastavené na „týždeň“, je v tomto prípade konštantné. Vzorka prebieha v PL22 s maximálnym polomerom vyhľadávania nastaveným na 40 km, prahom prenosovej linky nastaveným na 0,11ct / kWh a časovým rozlíšením nastaveným na „hodinu“.
Vzorka beží v PL22. Ružové oblasti predstavujú diaľkové vykurovanie. Oranžová farba obkolesuje zdroj tepla a oranžová čiara prenosové vedenia v sieti. Sieť je menšia ako v druhom behu, ale zachováva veľkú časť toku.
Tento graf porovnáva potenciál DH, celkové prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo. Tento graf zobrazuje náklady na sieť v porovnaní s ročným tokom. Oranžový bod predstavuje aktuálnu sieť s nastaveným prahom prenosovej linky Tento graf znázorňuje vyrovnanie nákladov na vykurovanie a potrebného prahu prenosovej linky pre určitý prietok. Oranžové body predstavujú hodnotu s aktuálne nastaveným prahom prenosovej linky Niekedy môže byť užitočné skryť prahovú hodnotu prenosovej linky v grafe na analýzu vyrovnaných nákladov. Vidíme, že sme práve dosiahli miestne minimum. Rozdiel v grafoch priblíženia nákladov k ukazovateľom je spôsobený chybami pri aproximácii. Tieto chyby sú však väčšinou systematické, a preto nekompenzujú minimum, ale iba upravujú krivku iným spôsobom. Ukazovateľ vyrovnaných nákladov teraz zobrazuje 0,84 ct / kWh namiesto 1,09 ct / kWh v druhom cykle.
Tento graf ukazuje celkový tok sieťou počas celého roka. Dolná grafika predstavuje priemerný deň. Tento čas s rozlíšením času nastaveným na „hodinu“ je priemerný deň správne zobrazený. Túto stránku napísali Ali Aydemir * a David Schilling *
* Fraunhofer ISI Fraunhofer ISI, Breslauer Str. 48, 76139 Karlsruhe
Copyright © 2016-2018: Ali Aydemir, David Schilling
Medzinárodná licencia Creative Commons Attribution 4.0 Táto práca je licencovaná na základe medzinárodnej licencie Creative Commons CC BY 4.0.
Identifikátor licencie SPDX: CC-BY-4.0
Text licencie: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Chceli by sme vyjadriť najhlbšie uznanie projektu Horizont 2020 Hotmaps (dohoda o grante č. 723677), ktorý poskytol finančné prostriedky na vykonanie tohto vyšetrovania.
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)* Romanian* Slovenian* Spanish* Swedish*
* machine translated> CM Nadmerný potenciál prenosu tepla
Tento POTENCIÁL TEPELNEJ DOPRAVY CM - EXCESS pomôže používateľovi identifikovať integračné potenciály prebytočného tepla v sieťach diaľkového vykurovania. Potenciály sú založené na CM - DISTRICTOVOM VYKUROVACÍM POTENCIÁLI. Tento KM identifikuje oblasti s priaznivými podmienkami pre siete diaľkového vykurovania. MOŽNOSŤ PREVÁDZKY TEPELNEJ DOPRAVY CM - EXCESS ukazuje, koľko tepla by sa mohlo v týchto oblastiach pokryť nadmerným priemyselným teplom. To však neznamená, že v tomto regióne už existuje sieť diaľkového vykurovania.
Nasledujúce údaje a metódy sa kombinujú pre predchádzajúcu úlohu.
dáta:
Požiadavky na vykurovanie v blízkych oblastiach s priaznivými podmienkami pre siete diaľkového vykurovania, ktoré sú rozpustené každú hodinu (z vykurovacieho potenciálu CM - DISTRICT).
Údaje o nadbytočnom množstve tepla priemyselných spoločností v oblasti, ktoré sa tiež riešia každú hodinu (z priemyselnej databázy údajov).
Predpoklady o nákladoch na tepelné výmenníky, čerpadlá a potrubia, ako aj tepelné straty pre potrubia diaľkového vykurovania.
Metóda (zjednodušená):
Cieľom tejto metódy je predstavovať najväčší možný prebytok tepla s nie príliš veľkým počtom, a teda príliš dlhými plynovodmi pre možných užívateľov diaľkového vykurovania vytváraním sietí s maximálnymi prietokmi. V konečnej sieti sa však nezohľadňujú najmä neefektívne dopravné vedenia (s nízkymi tokmi tepla, a teda s vysokými špecifickými nákladmi na prepravu tepla). Prah pre ekonomickú efektívnosť jednotlivých dopravných liniek môže určiť užívateľ (porovnaj prahovú hodnotu prepravnej linky).
Základné východisko tohto prístupu je takéto: ak existuje iba niekoľko zdrojov prebytočného tepla, na prepravu tepla do blízkych oblastí s priaznivými podmienkami pre diaľkové vykurovanie by sa vždy mohlo vziať do úvahy jeden plynovod na jeden zdroj. Ak by však do tej istej oblasti malo prúdiť niekoľko prebytočných zdrojov tepla, malo by zmysel zhromažďovať teplo a prepravovať ho do oblasti väčším spoločným potrubím. Prístup s jednou rúrkou na zdroj má tendenciu preceňovať úsilie na potrubiach.
Aby sa zabránilo vyššie uvedenému, problém plánovania potrubí sa aproximoval predpokladom problému sieťového toku. Na vyriešenie problému sa používa heuristika, pri ktorej sa môže prebytočné teplo zhromaždiť a preniesť k možným používateľom. Konkrétna metodická podoba riešenia s priblížením sa k stromu minimálneho rozsahu je popísaná v zodpovedajúcej metodickej časti. Dizajn potrubia určený v predchádzajúcom kontexte preto nepredstavuje podrobné plánovanie alebo skutočné vedenie trasy, ale používa sa iba na aproximáciu nákladov na distribúciu nadmerného množstva tepla v blízkych oblastiach s priaznivými podmienkami pre siete diaľkového vykurovania (pozri pozri nižšie). POTENCIÁL VYKUROVANIA CM - DISTRICT, koherentné oblasti kľúčových slov). Táto aproximácia nákladov sa teda týka celej siete.
Výsledky by sa potom mali najskôr interpretovať takto: ak by sa zaznamenané nadmerné množstvá tepla mali prepravovať spolu do vyznačených blízkych oblastí, potom by náklady na distribúciu tepla mohli byť rádovo také veľké, ako je uvedené v nástroji (porovnaj vyrovnané náklady). dodávok tepla). Hodnoty pre celú sieť sú spravidla tiež dobrým ukazovateľom začiatku pre jednotlivé plynovody. Účelom výsledkov je preto poskytnúť vývojárovi alebo plánovači projektu poradie veľkosti z hľadiska možných distribučných nákladov.
Oblasti diaľkového vykurovania (zatiaľ priamo poskytované prostredníctvom potenciálu diaľkového vykurovania CM)
Priemyselná databáza (štandardne poskytnutá súborom nástrojov)
Profily zaťaženia pre priemysel
Profily zaťaženia pre vykurovanie domácností a prípravu teplej úžitkovej vody
Min. potreba tepla na hektár
Pozri Potenciál DH .
Min. potreba tepla v oblasti DH
Pozri Potenciál DH .
Polomer vyhľadávania v km
Maximálna dĺžka prenosovej linky z bodu do bodu.
Životnosť zariadenia v rokoch
Rovnocenné náklady na teplo sa vzťahujú na toto časové obdobie.
Diskontná sadzba v%
Úroková miera z úveru požadovaná na vybudovanie siete.
Nákladový faktor
Faktor na prispôsobenie sieťových nákladov v prípade, že predvolené hodnoty presne nepredstavujú náklady. Investície potrebné pre sieť sa násobia týmto faktorom. Predvolené náklady nájdete tu .
Prevádzkové náklady v%
Prevádzkové náklady siete za rok. V percentách investícií potrebných pre sieť.
Prahová hodnota pre prenosové vedenia v ct / kWh
Maximálne vyrovnané náklady na teplo každej jednotlivej prenosovej linky. Tento parameter sa môže použiť na riadenie vyrovnaných nákladov na teplo pre celú sieť. Nižšia hodnota sa rovná nižším vyrovnaným nákladom na teplo, ale tiež zníženiu použitého prebytočného tepla a naopak.
Časové rozlíšenie
Nastavuje interval medzi výpočtami sieťového toku za celý rok. Môže to byť jedna z týchto hodnôt: (hodina, deň, týždeň, mesiac, rok)
Priestorové rozlíšenie v km
Nastavuje vzdialenosť vstupného bodu v zemepisnej šírke a šírke v dh oblastiach.
Prenosové vedenia
Tvarový súbor ukazujúci navrhované prenosové vedenia s ich teplotou, ročným tokom tepla a nákladmi. Podrobnosti nájdete tu.
Celkové prebytočné teplo vo vybranej oblasti v GWh
Celkové prebytočné teplo, ktoré sú k dispozícii priemyselné podniky vo vybranej oblasti a blízkosti.
Nadbytočné teplo pripojené v GWh
Celkové prebytočné teplo, ktoré sú k dispozícii v priemyselných závodoch pripojených k sieti.
Nadbytočné teplo používané v GWh
Skutočné prebytočné teplo použité pre dh.
Investície potrebné pre sieť v EUR
Na vybudovanie siete sú potrebné investície.
Ročné náklady na sieť v EUR / rok
Náklady spôsobené anuitnými a prevádzkovými nákladmi siete za rok.
Rovnomerné náklady na dodávku tepla v ct / kWh
rovnomerné náklady na teplo celej siete.
Potenciál DH a prebytočné teplo
Graf zobrazuje potenciál DH, celkové prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo. Podrobnosti nájdete tu .
Využité nadmerné teplo a potrebné investície
Grafické znázornenie ročného dodaného prebytočného tepla na investície potrebné pre sieť. Podrobnosti nájdete tu .
Prebytočné teplo a vyrovnané náklady
Grafické znázornenie ročného dodaného prebytočného tepla na vyrovnané náklady na sieť a zodpovedajúcu prahovú hodnotu prenosovej linky. Podrobnosti nájdete tu .
Zaťažovacie krivky
Grafické znázornenie mesačného dopytu a prebytku tepla. Podrobnosti nájdete tu .
Zaťažovacie krivky
Grafické znázornenie priemernej dennej potreby tepla a jeho prebytku. Podrobnosti nájdete tu .
Príklad prenosovej linky zobrazenej v paneli nástrojov Kliknutím na prenosovú linku sa objavia ďalšie informácie.
Tento graf porovnáva potenciál DH, celkové prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo. Viac informácií o ročnej potrebe tepla a potenciáli DH nájdete tu . Prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo sú rovnaké ako ich rovnako pomenované ukazovatele .
Tento graf zobrazuje náklady na sieť v porovnaní s ročným tokom. Oranžový bod predstavuje aktuálnu sieť s nastaveným prahom prenosovej linky Os x predstavuje ročný tok a os y nevyhnutnú investíciu pre celú sieť. Os x nie je lineárna a môže byť mätúca. Vždy skontrolujte skutočné hodnoty! Oranžový bod predstavuje sieť na aktuálne nastavenom prahu prenosovej linky . Odchýlky od ukazovateľa potrebnej investície sú bežné, pretože grafika je generovaná s menšou presnosťou z dôvodu výpočtovej zložitosti. Trend a priebeh grafu predstavujú vplyv prahu prenosovej linky na sieť a môžu byť skutočne užitočné. Najmä v spojení s nasledujúcou grafikou . V prípade malých sietí nemusí táto grafika zobrazovať žiadne užitočné informácie, pretože sieť nie je dosť zložitá na variácie.
Tento graf znázorňuje vyrovnanie nákladov na vykurovanie a potrebného prahu prenosovej linky pre určitý prietok. Oranžové body predstavujú hodnotu s aktuálne nastaveným prahom prenosovej linky Os x predstavuje ročný prietok a os y vyrovnáva náklady na teplo a prah prenosovej linky . Oranžové body predstavujú sieť na aktuálne nastavenom prahu prenosovej linky . Pretože prahová krivka prenosovej linky môže škálovať oveľa vyššie ako vyrovnané náklady, bolo by užitočné vypnúť zobrazenie prahovej krivky prenosovej linky, ako je znázornené na obrázku nižšie. V prípade malých sietí nemusí táto grafika zobrazovať žiadne užitočné informácie, pretože sieť nie je dosť zložitá na variácie.
Niekedy môže byť užitočné skryť prahovú hodnotu prenosovej linky v grafe na analýzu vyrovnaných nákladov. Odchýlky od vyrovnaných nákladov na ukazovateľ tepla sú bežné, pretože grafika je generovaná s menšou presnosťou z dôvodu výpočtovej zložitosti. Trend a priebeh grafu predstavujú vplyv prahu prenosovej linky na sieť a môžu byť skutočne užitočné. Len čo sa vyberú požadované vyrovnané náklady na teplo, prahovú krivku prenosovej linky možno znovu aktivovať a zodpovedajúci prah prenosovej linky pre požadovanú vyrovnanú cenu sa môže prečítať umiestnením kurzora nad krivku v tomto bode. Viac informácií o tom, ako používať grafiku, nájdete tu.
Tento graf ukazuje celkový tok sieťou počas celého roka. Dolná grafika predstavuje priemerný deň. Os x predstavuje čas a výkon osi y. Modré krivky predstavujú potrebu tepla v DH oblastiach a červené dostupné prebytočné teplo. Priesečník oboch kriviek predstavuje skutočný celkový tok tepla. Horná grafika zobrazuje tok za rok a spodný tok za priemerný deň. Upozorňujeme, že časové rozlíšenie musí byť nastavené aspoň na „mesiac“ pre hornú a „hodinu“, aby dolná grafika bola reprezentatívna.
Kľúčovým prvkom modulu pre nadmerné teplo je použitý model zdroja prepadu. Vybuduje prenosovú sieť s minimálnou dĺžkou a vypočítava prietok za každú hodinu v roku na základe profilov zaťaženia obytných budov s rozlíšením Nuts2 a priemyslových zaťažovacích profilov s rozlíšením Nuts0. Na základe spriemerovaných špičkových tokov v priebehu celého roka sa môžu vypočítať náklady na každé prenosové vedenie a výmenník tepla na strane zdroja a klesania.
Na základe ID Nuts0 a priemyselného sektora je každému zdroju priradený celoročne hodinový profil zaťaženia.
Na základe modulu výpočtu potenciálu diaľkového vykurovania sa v koherentných oblastiach vytvárajú rovnomerne vstupné body. V závislosti od Nuts2 ID vstupných bodov je priradený profil zaťaženia.
V rámci nastaveného polomeru sa kontroluje, ktoré zdroje sa nachádzajú v sebe, ktoré drezy sú v dosahu navzájom a ktoré drezy sú v dosahu zdrojov. Môže to predstavovať graf so zdrojmi a výlevkami tvoriacimi vrcholy a vrcholy v rozsahu, ktoré sú spojené hranou.
Minimálny preklenovací strom sa počíta so vzdialenosťou hrán ako hmotnosťou. To má za následok, že si graf zachováva svoju konektivitu, pričom má minimálnu celkovú dĺžku hrán. Upozorňujeme, že vstupné body súvislých oblastí sú interne prepojené zadarmo, pretože tvoria svoju vlastnú distribučnú sieť.
Maximálny prietok zo zdrojov do drezov sa počíta pre každú hodinu v roku.
Špičkový prietok za rok spriemerovaný za 3 hodiny určuje požadovanú kapacitu pre prenosové vedenia a výmenníky tepla. Náklady na prenosové vedenia závisia od dĺžky a kapacity, zatiaľ čo náklady na tepelné výmenníky sú ovplyvňované iba kapacitou. Na strane zdroja sa predpokladá výmenník tepla vzduch-kvapalina s integrovaným čerpadlom na prenosové vedenie a na strane drezu výmenník tepla kvapalina-kvapalina.
Pretože sú známe náklady a toky každého prenosového vedenia, je možné odstrániť vedenia s najvyšším pomerom cena k toku a tok sa môže prepočítať až do dosiahnutia požadovanej ceny za tok.
Na výpočet vzdialenosti medzi dvoma bodmi sa používa malá aproximácia uhla loxodrómu. Aj keď existuje aj presná implementácia ortodrómovej vzdialenosti, zvýšená presnosť nemá žiadny skutočný úžitok z dôvodu malých vzdialeností väčšinou menších ako 20 km a neistoty skutočnej dĺžky prenosovej linky kvôli mnohým faktorom, ako je topológia. Ak sú dva body v dosahu polomeru, uložia sa do zoznamu susediacich bodov. Vytváranie takýchto zoznamov susedstva sa uskutočňuje medzi zdrojmi a zdrojmi, drezy a drezmi a zdrojmi a drezmi. Dôvodom oddelenia je flexibilita pri pridávaní určitých požiadaviek na teplotu zdrojov alebo drezov.
Na základe knižnice igraph je implementovaná trieda NetworkGraph so všetkými funkciami potrebnými pre výpočtový modul. Aj keď je igraph zle zdokumentovaný, ponúka omnoho lepší výkon ako čisté pythonové moduly ako NetworkX a podpora širšej platformy mimo Linuxu na rozdiel od grafových nástrojov. Trieda NetworkGraph popisuje iba jednu sieť na povrchu, ale obsahuje 3 rôzne grafy. Po prvé, graf popisujúci sieť tak, ako je definovaný tromi zoznamami susedov. Po druhé, korešpondenčný graf vnútorne spájajúci drezy rovnakej koherentnej oblasti a posledný maximálny prietokový graf použitý na výpočet maximálneho prietoku.
Obsahuje iba skutočné zdroje a klesá ako vrcholy.
Každé umývadlo potrebuje korešpondenčné číslo, ktoré naznačuje, či je interne prepojené už existujúcou sieťou, napríklad v koherentných oblastiach. Drezy s rovnakým ID korešpondencie sú spojené s novým vrcholom s hranami s nulovou hmotnosťou. Toto je rozhodujúce pre výpočet minimálneho preklenovacieho stromu a dôvod, pre ktorý sa používa korešpondenčný graf. Táto funkcia je implementovaná aj pre zdroje, ale nepoužíva sa.
Pretože igraph vo svojej funkcii maximálneho toku nepodporuje viac zdrojov a klesá, je potrebný pomocný graf. Zavádza nekonečný zdroj a umývadlo vrcholu. Každý skutočný zdroj je pripojený k nekonečnému zdroju a každý skutočný drez je pripojený k nekonečnému umývadlu okrajom. Upozorňujeme, že ak je umývadlo pripojené k korešpondenčnému vrcholu, tento vrchol sa pripojí skôr ako samotný umývadlo.
Na základe korešpondenčného grafu sa vypočíta minimálny preklenovací strom. Hrany spájajúce koherentné umývadlá majú vždy hmotnosť 0, takže vždy zostanú súčasťou minimálneho preklenovacieho stromu.
Tok cez hrany spájajúce skutočné zdroje alebo drezy s nekonečným zdrojom alebo drezom je obmedzený na skutočnú kapacitu každého zdroja alebo drezu. Z numerických dôvodov sú kapacity normalizované tak, že najväčšia kapacita je 1. Tok cez podmnožinu hrán obsiahnutých v korešpondenčnom grafe je obmedzený na 1 000, čo by malo pre všetky intenzívne a účely ponúkať neobmedzený tok. Potom sa vypočíta maximálny prietok z nekonečného zdroja do nekonečného umývadla a tok sa upraví na pôvodnú veľkosť. Pretože koherentné drezy nie sú priamo spojené s nekonečným vrcholom drezu, ale korešpondenčným tokom je jeho prietok obmedzený na súčet všetkých koherentných umývadiel.
Implementácia funkcie igraph maximálneho toku využíva algoritmus Push-relabel. Tento typ algoritmu nie je citlivý na náklady a nemusí vždy nájsť najkratší spôsob smerovania toku. Algoritmus citlivý na náklady nie je v igraph k dispozícii a výkon by bol pravdepodobne nízky, aby bolo možné vyriešiť hodinový tok počas celého roka. Ale z dôvodu predchádzajúcej redukcie na minimálny preklenovací strom sú prípady, v ktorých je zvolené neideálne riešenie, veľmi obmedzené a nepravdepodobné. Algoritmus Push-relabel má tiež tendenciu smerovať tok cez najmenšie množstvo hrán. Implementácia igrafu sa javí ako deterministická v poradí rozdelenia toku, ak sú grafy prinajmenšom automorfizmy, čo je dôležité pre hodinový výpočet toku, pretože akákoľvek umelo zavedená oscilácia toku medzi hranami je nežiaduca.
Zdroje tepla sú prevzaté z priemyselnej databázy. Na základe ich nadmerného tepla, ID Nuts0 a priemyselného odvetvia sa pre každú lokalitu vytvorí záťažový profil pokrývajúci každú hodinu v roku. Plánuje sa vlastné pridávanie lokalít.
Chladiče sú založené na koherentných oblastiach so známou potrebou tepla. Koherentné oblasti tvoria masku mriežky, na ktorej sú umiestnené rovnaké body ako vstupné body. V závislosti na zvolenom ID Nuts2 je umývadlám priradený profil vykurovania. Plánuje sa vlastné pridávanie vstupných bodov a umývadiel.
Uvedené záťažové profily pozostávajú z 8760 bodov, ktoré predstavujú záťaž za každú hodinu 365 dní. Ďalšie informácie o profiloch zaťaženia nájdete tu.
Pretože systémy diaľkového vykurovania majú veľkú tepelnú kapacitu, špičkový prietok neznamená, že prenosové vedenia musia dodávať tento krátky nárast tepla okamžite. Preto sú požadované kapacity prenosových vedení a výmenníkov tepla určené spriemerovaným špičkovým zaťažením. Konkrétne sa funkcia numpy konvolúcie používa na priemerovanie toku za posledné tri hodiny konvolúciou konštantnou funkciou. V závislosti od tejto hodnoty sa vyberie prenosové vedenie z nasledujúcej tabuľky.
Špecifické náklady na použité prenosové vedenia
| Výkon v MW Náklady v EUR / m | Teplota v ° 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 |
Vypočítajú sa náklady na výmenník tepla na strane zdroja, ktorý sa považuje za vzduch do kvapaliny
Zdroj C HS (en-P) = vrchol P * 15 000 EUR / MW.
Náklady na výmenník tepla kvapalina - kvapalina na strane drezu sa určujú pomocou
C HSink (en-P) = vrchol P * 265 000 EUR / MW, ak vrchol P <1MW alebo
C HSink (en-P) = vrchol P * 100 000 EUR / MW inde.
Nasledujú náklady na čerpadlo
Čerpadlo C (en-P) = vrchol P * 240 000 EUR / MW, ak vrchol P <1MW alebo
Čerpadlo C (en-P) = vrchol P * 90 000 EUR / MW.
S prahom nákladov na tok pre prenosové vedenia môžu byť odstránené, ak ho prekročia, aby sa zlepšil pomer toku k nákladom. Po odstránení hrán je potrebné prietok prepočítať, pretože kontinuita toku v grafe už nie je zaručená. Pomer nákladov k toku by sa teraz mohol zvyšovať aj pre ďalšie hrany, takže tento proces sa opakuje, až kým sa suma všetkých tokov už nezmení.
Najskôr sa zdroje tepla a drezy naplnia svojimi profilmi zaťaženia. Potom sa vykoná vyhľadávanie s pevným polomerom a inicializuje sa Sieť. Potom sa sieť zníži na svoj minimálny preklenovací strom a maximálny prietok sa vypočíta pre každú hodinu v roku. Na základe prietoku sa vypočítajú náklady na každý výmenník tepla, čerpadlo a prenosové vedenie. Ak je definovaný pomer prahových nákladov k toku, vykoná sa postup odstránenia prenosovej linky. Nakoniec sa vrátia celkové náklady a celkový tok siete a rozloženie siete.
Cieľom súčasného POTENCIÁLU PRE DOPRAVU TEPLA CM - EXCESS je pomôcť používateľovi identifikovať integračné potenciály prebytočného tepla v sieťach diaľkového vykurovania. Napriek tomu, že existuje množstvo analytických funkcií, ktoré neobmedzujú používateľa, treba jednoznačne zdôrazniť, že nejde o podrobné technické plánovanie. Potenciály sú založené na CM - DISTRICTOVOM VYKUROVACÍM POTENCIÁLI. Tento KM identifikuje oblasti s priaznivými podmienkami pre siete diaľkového vykurovania. MOŽNOSŤ PREVÁDZKY TEPELNEJ DOPRAVY CM - EXCESS tak ukazuje, koľko tepla by sa v týchto oblastiach mohlo pokryť nadmerným priemyselným teplom. To však neznamená, že v tomto regióne už existuje sieť diaľkového vykurovania. Použitie tohto nástroja pre odborníkov z hľadiska aplikácie by preto mohlo vyzerať takto:
Ak je to potrebné, pridajte svoje vlastné údaje o spoločnostiach poskytujúcich nadmerné teplo v regióne s pridaním priemyselného závodu cm.
Zapnite prebytok tepla v priemyselných lokalitách.
Vykonajte POTENCIÁL PREPRAVY TEPLA CM - EXCESS.
Hodnota
Tento graf porovnáva potenciál DH, celkové prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo. ukazuje, koľko tepla by mohlo byť pokryté prebytočným teplom v skúmanej oblasti.
Ukazovatele Potrebné investície, ročné náklady a vyrovnané náklady na teplo zobrazuje špecifické náklady na výrobu tepla pre celú sieť. Poznámka: zobrazené náklady boli odhadnuté pomocou zjednodušeného prístupu. Tieto náklady sa nevzťahujú na jednotlivé plynovody. Zobrazené náklady sa však môžu použiť ako zjednodušený počiatočný predpoklad ako dopravné náklady na integráciu prebytočného tepla do pravdepodobne blízkej siete diaľkového vykurovania.
Z vyššie uvedeného je možné použiť nasledujúcu pracovnú hierarchiu:
Skontrolujte, či v uvažovanom regióne existuje alebo je plánovaná sieť diaľkového vykurovania.
Zobrazené potrubia obsahujú toky. Tu môžete vidieť, koľko prebytočného tepla sa prenáša z príslušných zdrojov. Dotknuté spoločnosti sa teraz môžu kontaktovať. Pravdepodobne najskôr spoločnosti s veľkým množstvom.
Prenosové vedenie a jeho tok Skontrolujte DH Potenciál CM, aby ste prispôsobili vstupy tak, aby sa vytvorila oblasť dh.
Pri výbere používateľa začiarknite vrstvu „priemyselné lokality“.
Skontrolujte varovanie .
Zväčšiť okruh vyhľadávania
Zvýšenie prahu prenosovej linky
Skontrolujte krajinu a podsektor nahraných priemyselných lokalít.
CM nemá prístup k údajom profilu vykurovania domácností, ktoré sa majú vykonať v tejto oblasti.
Vzorka beží v PL22 s predvolenými parametrami. Na karte Vrstvy sa odporúča zapnúť miesta s nadmerným teplom.
Vzorka beží v PL22. Ružové oblasti predstavujú diaľkové vykurovanie. Oranžová farba obkolesuje zdroj tepla a oranžová čiara prenosové vedenia v sieti. Tento graf porovnáva potenciál DH, celkové prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo. Tento graf zobrazuje náklady na sieť v porovnaní s ročným tokom. Oranžový bod predstavuje aktuálnu sieť s nastaveným prahom prenosovej linky V tomto prípade vidíme, že je k dispozícii oveľa viac prebytočného tepla ako použité, ale na druhej strane je maximálny možný prietok takmer dosiahnutý, pretože oranžový bod je na úrovni 1530 GWh ročne. V takom prípade môže zväčšenie polomeru vyhľadávania pomôcť distribuovať viac prebytočného tepla. Vo vzorke 2 urobíme presne to.
Tento graf znázorňuje vyrovnanie nákladov na vykurovanie a potrebného prahu prenosovej linky pre určitý prietok. Oranžové body predstavujú hodnotu s aktuálne nastaveným prahom prenosovej linky Niekedy môže byť užitočné skryť prahovú hodnotu prenosovej linky v grafe na analýzu vyrovnaných nákladov. Tento graf ukazuje celkový tok sieťou počas celého roka. Dolná grafika predstavuje priemerný deň. Pretože predvolené časové rozlíšenie je nastavené na „týždeň“, je v tomto prípade konštantné. Vzorka beží v PL22 s maximálnym polomerom vyhľadávania nastaveným na 40 km.
Vzorka beží v PL22. Ružové oblasti predstavujú diaľkové vykurovanie. Oranžová kruh okolo zdroja tepla a oranžová čiara prepúšťacie vedenie siete. Sieť je oveľa väčšia ako v prvom teste.
Tento graf porovnáva potenciál DH, celkové prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo. Využíva sa viac prebytočného tepla.
Tento graf zobrazuje náklady na sieť v porovnaní s ročným tokom. Oranžový bod predstavuje aktuálnu sieť s nastaveným prahom prenosovej linky Tento graf znázorňuje vyrovnanie nákladov na vykurovanie a potrebného prahu prenosovej linky pre určitý prietok. Oranžové body predstavujú hodnotu s aktuálne nastaveným prahom prenosovej linky Niekedy môže byť užitočné skryť prahovú hodnotu prenosovej linky v grafe na analýzu vyrovnaných nákladov. Vidíme lokálne minimum vyrovnaných nákladov na dodávku tepla na 4900 GWh ročne. Podržaním kurzora nad zelenou čiarou môžeme určiť, že sa to dosiahne pomocou prahu prenosovej linky 0,11 ct / kWh. V ukážkovom behu 3 sa pokúsime nájsť túto sieť.
Tento graf ukazuje celkový tok sieťou počas celého roka. Dolná grafika predstavuje priemerný deň. Pretože predvolené časové rozlíšenie je nastavené na „týždeň“, je v tomto prípade konštantné. Vzorka prebieha v PL22 s maximálnym polomerom vyhľadávania nastaveným na 40 km, prahom prenosovej linky nastaveným na 0,11ct / kWh a časovým rozlíšením nastaveným na „hodinu“.
Vzorka beží v PL22. Ružové oblasti predstavujú diaľkové vykurovanie. Oranžová farba obkolesuje zdroj tepla a oranžová čiara prenosové vedenia v sieti. Sieť je menšia ako v druhom behu, ale zachováva veľkú časť toku.
Tento graf porovnáva potenciál DH, celkové prebytočné teplo, pripojené prebytočné teplo a použité prebytočné teplo. Tento graf zobrazuje náklady na sieť v porovnaní s ročným tokom. Oranžový bod predstavuje aktuálnu sieť s nastaveným prahom prenosovej linky Tento graf znázorňuje vyrovnanie nákladov na vykurovanie a potrebného prahu prenosovej linky pre určitý prietok. Oranžové body predstavujú hodnotu s aktuálne nastaveným prahom prenosovej linky Niekedy môže byť užitočné skryť prahovú hodnotu prenosovej linky v grafe na analýzu vyrovnaných nákladov. Vidíme, že sme práve dosiahli miestne minimum. Rozdiel v grafoch priblíženia nákladov k ukazovateľom je spôsobený chybami pri aproximácii. Tieto chyby sú však väčšinou systematické, a preto nekompenzujú minimum, ale iba upravujú krivku iným spôsobom. Ukazovateľ vyrovnaných nákladov teraz zobrazuje 0,84 ct / kWh namiesto 1,09 ct / kWh v druhom cykle.
Tento graf ukazuje celkový tok sieťou počas celého roka. Dolná grafika predstavuje priemerný deň. Tento čas s rozlíšením času nastaveným na „hodinu“ je priemerný deň správne zobrazený. Túto stránku napísali Ali Aydemir * a David Schilling *
* Fraunhofer ISI Fraunhofer ISI, Breslauer Str. 48, 76139 Karlsruhe
Copyright © 2016-2018: Ali Aydemir, David Schilling
Medzinárodná licencia Creative Commons Attribution 4.0 Táto práca je licencovaná na základe medzinárodnej licencie Creative Commons CC BY 4.0.
Identifikátor licencie SPDX: CC-BY-4.0
Text licencie: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Chceli by sme vyjadriť najhlbšie uznanie projektu Horizont 2020 Hotmaps (dohoda o grante č. 723677), ktorý poskytol finančné prostriedky na vykonanie tohto vyšetrovania.
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)* Romanian* Slovenian* Spanish* Swedish*
* machine translated