Simple modeller for fjernvarmesystemer

Institut for Mekanik Energi og Konstruktion
Formålet har været at videreudvikle og afprøve simple modeller for fjernvarmesystemer med henblik på simulering og driftsoptimering, samt at undersøge belastningsfordelingens betydning geografisk og tidsmæssigt for de samlede driftsomkostninger.
Projektbeskrivelse
Formålet er at videreudvikle og afprøve simple modeller for fjernvarmesystemer med henblik på simulering og driftsoptimering, samt at undersøge belastningsfordelingens betydning geografisk og tidsmæssigt for de samlede driftsomkostninger. Ishøj Varmeværk kan som et af de få fjernvarmeselskaber i Danmark tilbyde data (minutværdier) fra et helt fjernvarmesystem, dvs. fra fjernvarmecentralen og samtlige varmevekslere/bygninger. Dette må betegnes som et helt enestående datagrundlag. For et typisk dansk fjernvarmesystem er information om de øjeblikkelige varmebehov i bygningerne ikke tilgængelig, og i det nyligt afsluttede EFP 96-projekt blev belastningen fordelt på de tilsluttede bygninger ud fra det målte årlige varmeforbrug. Med målinger fra Ishøj Varmeværk vil det være muligt at udføre simuleringer såvel med de aktuelle varmebehov i bygningerne som med den førnævnte fordeling ud fra årsforbruget. Fjernvarmesystemet i Ishøj åbner endvidere mulighed for at undersøge, hvor meget driftsomkostningerne kan reduceres ved at udjævne bygningernes belastning på fjernvarmesystemet. For at gennemføre denne del af projektet opbygges simple modeller for bygningernes effektbehov og varmeanlæggenes afkølingsevne. Idet der tages hensyn til tidsforsinkelserne i fjernvarmesystemet, udvikles der en metode til at styre bygningernes belastning set fra fjernvarmecentralen. Herved udjævnes belastningen på fjernvarmecentralen mest muligt, og omkostningerne ved spidslastproduktion reduceres
Resultater

Resultater: For at reducere beregningstiden er aggregerede modeller af fjernvarmenet og forbrugere (bygninger) et attraktivt alternativ til at anvende en fuldstændig fysisk beskrivelse af fjernvarmesystemet. I dette arbejde er den termiske aggregerede model, udviklet i 1999, yderligere valideret på nye fjernvarmesystemer og på større datasæt. En tilsvarende metode til tryktabsaggregering er endvidere udviklet i projektet. For både den termiske model og for tryktabsaggregeringen har vi vist, at antallet af ledninger og forbrugere kan reduceres til 3-5 uden at det forøger simuleringsunøjagtigheden væsentligt. Ved en on-line applikation vil usikkerheden hidrørende fra vejr- og belastningsprognoser være langt større end den unøjagtighed, der kommer fra aggregeringen. Det optimale temperaturniveau for et fjernvarmesystem afhænger af en lang række størrelser, og hvert fjernvarmesystem har derfor sin egen optimale løsning. For fjernvarmesystemer med høj liniebelastning og lavt brændselspris/elektricitetspris-forhold som i Ishøj og Rødovre, er det optimale temperaturniveau højt (90-105 grader C om vinteren). For fjernvarmesystemer med store (procentiske) varmetab er temperaturniveauet lavere. Driftsoptimering af fjernvarmesystemer må formodes at blive mere kompliceret i fremtiden, ikke kun for kraftvarmeproduktion, men også ved ren varmeproduktion. Emissionskvoter (C02) og variable gas- og elektricitetspriser må medtages ved en fremtidig optimering. Incitaments-tariffen, der indgår i afregningsgrundlaget mellem VEKS og fjernvarmeselskaberne, vedr. daglige belastningsvariationer og returtemperaturen i vekslerstationen skal medtages ved en optimering. Incitamentstariffen har stor indflydelse på den optimale fremløbstemperaturkurve.Demand Side Management bør også medtages, når det optimale temperaturniveau fastlægges. Det er påvist i rapporten, at DSM i Ishøj og R01 Madumvej kan reducere driftsomkostningerne ved at reducere de daglige belastningsvariationer

Key figures

Periode:
2001 - 2004
Bevillingsår:
2001
Egen finansiering:
1,99 mio.
Støttebeløb:
1,19 mio.
Støtteprocent:
37 %
Projektbudget:
3,18 mio.

Kategori

Oprindelig title
Simple modeller for fjernvarmesystemer med henblik på belastningsudjævning og driftsoptimering
Program
EFP
Fælles overordnet teknologiområde
Smart Grid og systemer
Projekttype
Udvikling
Journalnummer
1373/01-0041

Deltagere

Danmarks Tekniske Universitet (DTU) (Main Responsible)

Kontakt

Kontakperson
Bøhm, Benny
Adresse
MEK - Institut for Mekanik, Energi og Konstruktion (DTU)
Bygning 101 E
DK-2800 Lyngby, Denmark
Bøhm, Benny , 45254024, bb@mek.dtu.dk
Øvr. Partnere: Forskningscenter Risø. Afdelingen for Systemanalyse; Ishøj Varmeværk; Vestegnens Kraftvarmeværker I/S (VEKS); Danfoss A/S

Energiforskning.dk - en fælles informationsportal for energiteknologiske forsknings- og udviklingsprogrammer.

Logo innovationsfonden
Logo for EUDP
Logo for elforsk