Modeller af fjernvarmesystemer for minimering af driftsomkostninger

Institut for Energiteknik

Projektet har haft til formål at udvikle og afprøve ækvivalente modeller af fjernvarmesystemer med henblik på on-line minimering af det samlede systems driftsomkostninger. Det matematisk-fysiske grundlag for simulering af flow og transiente temperaturforløb i fjernvarmenet er opstillet, og modellerne er verificeret med data fra Roskilde-fingeren af VEKS's transmissionsnet.

Projektbeskrivelse
En række ækvivalente modeller af fjernvarmesystemer udvikles og afprøves med data fra danske fjernvarmesystemer. Systematisk dataopsamling er tidligere gennemført fra Ishøj Varmeværk og VEKS, men også andre systemer kan blive aktuelle. Forskellige grader af aggregering afprøves og sammenlignes med en fuld beskrivelse af fjernvaremesystemet. De ækvivalente modellers egnethed afprøves bl.a. med hensyn til: - Flowfordeling og tidsforsinkelser i fjernvarmenettet. - Returtemperatur fra de tilsluttede bygninger. - Ledningsnettets varmetab og pumpernes elforbrug. Det er størrelser, der alle påvirker driftsomkostningerne. I tidligere arbejder er undersøgt en ækvivalent model, hvor den 'kritiske' forbruger bestemmer tryk- og flowfordeling i fjernvarmenettet, og hvor tidsforsinkelser og ledningsnettets varmetab beregnes ud fra en ækvivalent ledningsmodel, hvor returtemperaturen vægtes med bygningernes varmebehov. På en række punkter er der dog et klart behov for at videreudvikle denne model. For forgrenede fjernvarmenet med information fra varmemålere om varmebehov og temperaturniveau i de tilsluttede bygninger undersøges betydningen af aggregering, dv. hvor forenklet fjernvarmenettets struktur kan gøres uden at dette går ud over nøjagtigheden ved beregning af driftsomkostningerne. For forgrenede fjernvarmenet med begrænset information om varmebehov og temperaturer i de tilsluttede bygninger må yderligere udvikles modeller for disse størrelser. F.eks. ud fra halv- eller helårlige aflæsninger af varmemålere og modeller for varmebehovets årsvariation. Der foretages sammenligninger med fjernvarmesystemser, hvor en fuld beskrivelse er mulig, f.eks. med Ishøj Varmeværk
Resultater

Der er opstillet en metode til aggregering af fjernvarmenet (uden ringforbindelser) med henblik på simulering af temperaturforløb, med en efterfølgende beregning af driftsomkostningerne. Der er vist i en række eksemplarer ('cases'), at de ækvivalente fjernvarmenet har egenskaber meget tæt på de originale fjernvarmenet, eksempelvis udtrykt ved returtemperaturen ved fjernvarmecentralen. Dette gælder, selv om antagelserne for udviklingen af det ækvivalente net ikke er eksakt opfyldt. Når det ækvivalente fjernvarmenet konstrueres, reduceres nettets kompleksitet indtil en linienet resterer. Dette linienet kan yderligere reduceres ved at sammenlægge linienettets knudepunkter. Forskellen mellem et linienet med 10 ledninger, og det originale fjernvarmenet, er lille udtrykt ved returtemperaturen på fjernvarmecentralen

Key figures

Periode:
1996 - 1999
Bevillingsår:
1996
Egen finansiering:
1,53 mio.
Støttebeløb:
1,13 mio.
Støtteprocent:
42 %
Projektbudget:
2,66 mio.

Kategori

Oprindelig title
Ækvivalente modeller af fjernvarmesystemer med henblik på on-line minimering af det samlede systems driftsomkostninger
Program
EFP
Fælles overordnet teknologiområde
Smart Grid og systemer
Projekttype
Forskning
Journalnummer
1323/96-0004

Deltagere

Danmarks Tekniske Universitet (DTU) (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
Danmarks Tekniske Universitet (DTU)

Kontakt

Kontakperson
Bøhm, Benny
Adresse
Danmarks Tekniske Universitet. Institut for Energiteknik
Bygning 402
DK-2800 Lyngby, Denmark
Bøhm, Benny (professor), 45932711, bbohm@nwserv.vk.dtu.dk
Øvr. Partnere: Forskningscenter Risø. Afd. for Systemanalyse