Smart Grid fjernvarmesystemer for lavtemperatur
Fjernvarmen dækker over 60 % af boligernes varmeforbrug i Danmark, og der er stor – og stærkt stigende dansk eksport af fjernvarmekomponenter. Der er samtidig energipolitisk ønske om i stigende grad at anvende vedvarende energi (VE).
For at kunne udnytte VE-kilder optimalt i et fjernvarmesystem kræves et nøje kendskab til de forskellige driftsparametre og dynamikken i systemet herunder forbrugsmønstre. I disse år installeres der landet over et stort antal forbrugsmålere ”Smart Meters”, der er i stand til at levere omfattende data med høj tidslig opløsning og som kan fjernaflæses. Dermed er der unik mulighed for at få indblik i dynamikken i fjernvarmenettet samt forbrugeradfærden og for driftsoptimering med betydelig energibesparelse til følge. En væsentlig udfordring er imidlertid at analysere og bearbejde denne datamængde, så den kan indgå i samspil med traditionelle simuleringsprogrammer for driftsoptimering af fjernvarmesystemer.
AffaldVarme Aarhus har to forsøgsområder, hvor der er installeret 78 fjernaflæste Smart Meters, der leverer data på minutbasis, hvilket er en usædvanlig høj samplingsfrekvens. Den store datamængde, der genereres via disse unikke målere, giver særlige muligheder for at analysere driftsforhold og forbrugsmønstre samt for at afprøve tidsligt højtopløselige modelleringsstrategier for driftsoptimering.
Projektets formål er derfor - via anvendelse af disse testmuligheder - at udvikle en metode, der inkorporere det store datamateriale i en generisk modelleringsstrategi i sammenspil med eksisterende hydrauliske modelleringsværktøjer, samt at udarbejde generiske modeller for dynamikken i distributionsnetværket via detaljerede analyser af forbrugsmønstre. Endvidere er det formålet ved hjælp af den udviklede modelleringsstrategi at analysere ændring i driftsbetingelser og energibesparelsespotentialet ved forskellige driftsoptimeringstiltag.
Projektet omfatter derfor følgende aktiviteter:
• Modelleringsstrategier
• Sænkning at middelfremløbstemperatur til det lavest mulige niveau for forsøgsområdet.
• Afprøvning af tilpassede fjernvarmeunits hos udvalgte forbruger.
• Afprøvning af automatiske omløbsventiler.
Resultatet af projektet er optimerede modelleringsstrategier for Smart Grid systemer, samt detaljerede analyser at driftsoptimeringspotentialer ved forskellige optimeringsstrategier. For de involverede virksomheder vil det give unikke input til videre udvikling af komponenter, der spiller effektivt ind i fremtidige Smart Grid systemer.
AffaldVarme Aarhus har to forsøgsområder, hvor der er installeret 78 fjernaflæste Smart Meters, der leverer data på minutbasis, hvilket er en usædvanlig høj samplingsfrekvens. Den store datamængde, der genereres via disse Smart Meters, giver særlige muligheder for at analysere driftsforhold og forbrugsmønstre samt for at afprøve tidsligt højtopløselige modelleringsstrategier for driftsoptimering.
Projektets formål var derfor, via anvendelse af disse testmuligheder, at udvikle metoder, der inkorporere det store datamateriale i en generisk modelleringsstrategi i sammenspil med eksisterende hydrauliske modelleringsværktøjer, samt at udarbejde generiske modeller for dynamikken i distributionsnetværket via detaljerede analyser af forbrugsmønstre.
Ved hjælp af MATLAB®[1] og forskellige databasesystemer er der udviklet flere forskellige prototyper af softwareværktøjer til håndtering og lagring af den store datamængde generereret af de 78 Smart Meters i projektet. Disse værktøjer omfatter også algoritmer til interpolering af datahuller, usikkerhedsberegning og værktøjer til at foretage forskellige driftsanalyser af fjernvarmenet bl.a. af samtidighedsfaktoren. Desuden er udviklet en metode til at foretage netværksanalyser og usikkerhedsberegning på resultaterne med TERMIS®[2] baseret på minutdata. Resultaterne fra test af forbedrede omløbs-ventiler er blevet analyseret og optimeringspotentialet ved anvendelse af disse ventiler er blevet dokumenteret. Erfaringen indhentet ved opsætning og drift af de nye Smart Meters med minutaflæsning har bidraget til fintuning og optimering af den Smart Meter-pakkeløsning der tilbydes. De software-prototypeværktøjer der er udviklet i løbet af projektperioden danner grundlaget for videreudviklingen af fremtidige generiske softwareværktøjer til analyser og optimering af distributionsnet. Resultaterne fra afprøvning og analyser af de nye automatiske omløbsventiler vil bidrage til udbredelse og indkøring af denne løsning i hele Aarhus’ fjernvarmesystem, og på sigt i andre varmeforsyningsselskabers fjernvarmenet med økonomiske og energimæssige besparelser til følge.[1] MATLAB® er et matematik-program som fokuserer på anvendelsen af matricer og vektorer. Foruden numeriske beregninger er det også muligt at lave grafer (plots) og grafiske bruger-interface. MATLAB er et af de hyppigst anvendte matematik-programmer blandt ingeniører, og i Danmark bliver det blandt andet anvendt på universiteter og af rådgivere.
[2] TERMIS® er et hydraulisk og termodynamisk modelleringsværktøj, som simulerer bl.a. hastighed, tryk,
temperatur og energi i dit forsyningsnet, for både frem- og returløb. I modsætning til andre værktøjer
anvender Termis realtidsdata til at analysere og følge den aktuelle situation
Key figures
Kategori
Dokumenter
Deltagere
Partner | Tilskud | Eget bidrag |
---|---|---|
Teknologisk Institut | 0.69 mio. | 1.04 mio. |
Affald Varme Århus | 0.73 mio. | 1.10 mio. |
HALICON ApS | 0.45 mio. | 0.30 mio. |
DANFOSS REDAN A/S | 0.14 mio. | 0.20 mio. |
LANDIS+GYR A/S | 0.14 mio. | 0.20 mio. |
SILKEBORG VARME A/S | 0.09 mio. | 0.09 mio. |