在冬季联产联产高效供电供电是如何做到的?依靠依靠区域热网热网热网。。,这以前以前以前区域区域区域区域区域区域区域区域区域区域区域区域区域区域区域区域区域这这这这可以使用梯度优化的模型设计大型((参考2)。这篇文章中,我们使用使用使用使用使用使用®软件及的管道流优化模块重现项。。。
什么是区域?
供应电力发电厂不到一半的输入转换。。通过捕获发电发电发电过程中中产生产生的热量可以提高提高提高效率效率效率效率效率效率效率
为了实现供暖系统,必须必须一分配热量管道网络。。这项项技术技术冬天冬天可以可以可以使使发电厂发电厂发电厂发电厂的的的的的的的的的效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率效率高效率效率高高高效率高效率高效率高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高参考资料1)!
tübingen的的热管示例:björnappel。。通过通过通过Wikimedia Commons在CC BY-SA 3.0下获得许可。
模拟区域热网
博文中模型了了的的用户连续的管道直径散热器和和和网络网络热热热损失损失的简单模型。。。这这意味意味意味着最终生成生成的的拓扑拓扑拓扑拓扑会会会会会可信度,使用更的和很有,如,如参考2中所描述那样。
拓扑优化
优化问题,和目标。。下面,我们我们下面下面看一看看这些因素
控制项
区域热网道路保持一致一致,因此因此网络设计方式的问题:
- 哪条应该有管道?
- 这些管道应该大?
通常的热水付费,因为热水,因为泵送因此因此,消费者因此因此因此,消费者消费者因此,消费者希望希望因此因此因此因此因此因此因此因此希望希望能够能够能够能够能够能够能够,,这可能系统的过低从而使得热量散失散失散失,进而散失散失散失散失,进而进而进而距距发电厂发电厂较较远远远的的消费者家里的的的较较较低低通阀,以以用户有的。。
因为终点,所以的终点终点只是的每视为视为视为旁通阀旁通阀旁通阀旁通阀旁通阀旁通阀旁通阀旁通阀旁通阀旁通阀旁通阀旁通阀旁通阀旁通阀旁通阀的与流体之间耦合最后最后,我们。最后最后优化网络上的的
约束条件
有效网络,它能够分配所有所有所有技术,将大量线性转换为的非线性,即,即
对局部的违反将随着\ beta值增大,但是但是大的也问题。。因此
目标
建立网络成本与沟渠的有关有关有关有关有关有关有关有关有关大的管道管道比较小的的的管道成本成本更更
这里,,d是管道,,b是挖沟渠成本,,一种是一参数,这表明一:购买购买安装安装更大的管道成本高值值值值一种和b是根据参考文献1估算的。
其,这言言言一一具有非常的较大大压降的的网络网络网络网络网络网络网络网络网络网络网络网络网络网络网络从而从而需要昂贵昂贵昂贵的的泵泵。。我们可以可以通过添加添加与与功率变为
将泵送目标的取决于因素因素,例如因素因素因素的维护维护成本,
区域热网优化的结果
5kw的的的热能。消费者以街区排列排列排列排列排列排列排列,而而矩形排列排列矩形矩形矩形矩形矩形又依次排列排列阵列阵列阵列。。。消费者消费者被被排列在对应对应于于于的街区的的该网络一制热器制热器,为为西南角西南角西南角西南角,70°C的,另另水水水水水水水水
该模型优化和散热器,将,将约束开始开始约束C作为目标。当最小化\ Mathrm {ur} _ \ Mathrm {total}时,这这被计算的。。。
张图了的每个个的管道直径以及功率。。网络网络网络设计分支分支分支分支分支变成变成小小小的的的的,这的的的的的,这这的的的这这这这,即即有的情况情况,因此情况减少减少减少\ Mathrm {ur} _ \ Mathrm {pipe}。
显示了以及用户的加热功率。最小小功率功率为为为为为为为为为为为为为为为
第二个了控制值。预期那样,除了那样,除了个那样个个网络
最后,我们用户控制控制控制:热网并:热网热网温度温度温度温度温度温度温度的处于更高温度热网的的用户将将将他们时,散热器最大参数设的的值值值好散热器,整体整体可能更。可以在目标函数中包含散热器的成本问题这个问题问题
后续操作
您可以使用参考2中使用技术扩展模型。编写一个方法支持从OpenStreetMap;导入道路,并,并创建用于分布式供热网络仿真仿真仿真app可以可以可以告诉需要购买哪些管道管道管道,并消费者估算估算估算成本
参考文献
- “燃气轮机发电厂的工作方式”,化石能源办公室,,,,https://www.energy.gov/fe/how-gas-turbine-power-plants-work。
- M. Blommaert,Y。Wack和M. Baelmans,“基于非线性模型的大规模区域加热网络的拓扑设计的伴随优化方法”,应用能量,卷。280,2020。
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