ENFOR - PRESS (PRognose og EnergiStyringsSystem)

Prognose af Varmebehov og
Optimering af Fjernvarmesystem (PRESS)

PRESS (PRognose og EnergiStyringsSystem) anvendes til prognoser af varmebehov, regulering af fremløbstemperatur og optimeret drift af fjernvarmesystemer. PRESS kan anvendes på mange forskellige måder; afhængigt af det primære fokus. Nogle fjernvarmeværker anvender PRESS til on-line prognoser af varmebehov, medens andre værker bruger PRESS til en automatisk regulering af temperaturniveauet. En optimering af den samlede varmeproduktion kan ligeledes etableres ved hjælp af PRESS systemet.

Historie

Udviklingen af PRESS begyndte i 1988. Den oprindelige ide, som blev foreslået af Esbjerg Fjernvarme, var at bruge data, som allerede dengang var tilgængelig hos de fleste fjernvarmeværker, til en on-line prognose af varmebehov, regulering af nettemperaturer og optimering. I de følgende år blev systemet hovedsaglig udviklet til afprøvning af forskningsresultater vedrørende modeller til prognoser af varmebehov og optimal regulering af fremløbstemperaturer; men siden slutningen af 90'erne har systemet været brugt operationelt hos et stadigt voksende antal fjernvarmeværker.

PRESS

Karakteristik

PRESS bygger på kunstig intelligens, og derfor vil systemet automatisk tilpasse sig den aktuelle situation. Eksempelvis vil modellerne til prognose af varmebehov automatisk tilpasse sig ændringer i antallet af forbrugere, eller ændringer i brugeropførsel, og modellerne til automatisk regulering tilpasser sig automatisk ændringer i ledningsnettet. Som følge heraf er der ikke behov for en meget tidskrævende og detaljeret beskrivelse af ledningsnettet; systemet opfatter selv nettets tilstand.

PRESS udnytter et antal input-data, f.eks. målt varmeforbrug, returtemperatur, lufttemperatur, vindhastighed, meteorologiske prognoser. Eksempelvis vil PRESS på grundlag af disse data tilvejebringe en prognose af varemebehovet for de næste 120 timer, samt bestemme den optimale fremløbstemperatur i forhold til at sikre varmeforsyningen hos samtlige forbrugere samtidig med at varmetabene i fjernvarmenettet minimeres.

Flere tekniske detaljer om PRESS inklusive nogle eksempler på fordele ved brug af systemet kan findes på sektionen med oversigt over tekniske artikler eller følgende følgende PDF-præsentation.

Input til PRESS

Afhængig af konfigurationen af PRESS vil systemet tage hensyn til:

Målinger af varmeforbrug
Fremløbs- og returtemperatur
Vandflow ved produktionsenhederne
Lokale målinger af lufttemperatur, vindhastighed, solstråling, mv.
Meteorologiske prognoser af den lokale lufttemperatur, vindhastighed, mv.

Udover ovennævnte data vil PRESS automatisk tage hensyn til forbrugernes systematiske opførsel (eksempelvis forskellene mellem dag og nat, weekend og hverdag), samt varmelagring i ledningsnettet.

Moduler i PRESS

Det samlede PRESS system består af et antal moduler:

Data opsamling og validering
On-line varmebehovsprognoser
On-line regulering af fremløbstemperaturen
On-line statistikker der opsumerer driften af fjernvarmesystemet

Optimering – tilpasses det lokale behov

PRESS kan anvendes på mange forskellige måder; alt afhængig af det primære fokus. Nogle værker anvender alene PRESS til prognoser af varmebehovet, og andre bruger primært PRESS til en automatisk regulering og optimering af fremløbstemperaturer.

Modul: Data opsamling og validering

Da PRESS er et on-line system, er data opsamlings- og valideringsmodulet altid nødvendig. Dette modul sørger for opsamling af de nødvendige data, detekterer eventuelle fejl i data og korrigerer for disse fejl således, at on-line validerede data til de forskellige moduler sikres.

Modul: On-line prognoser af varmebehov

Prognoserne af varmehov er baseret på meteorologiske prognoser af specielt lufttemperaturen; men PRESS kan også drage fordel af eventuelle prognoser af solstråling og vindhastighed. Typisk - alt afhængig af konfigurationen af PRESS - vil systemet give løbende prognoser af varmebehovet op til 120 timer frem.

I de tilfælde, hvor meteorologiske prognoser ikke er tilgængelige, vil PRESS i stedet anvende lokale målinger af lufttemperatur, vindhastighed, mv. I denne situation er den maksimale prognosehorisont 24 timer.

Et af de aspekter, som komplicerer metoderne til varmebehovsprognoser, er det faktum, at bygningers varmeakkumulerende egenskab påvirker varmebehovet på kort sigt. PRESS vil dog automatisk tage hensyn til den resulterende udglatning af varmebehovet. Yderligere vil systemet altid tilpasse sig den aktuelle situation ved hele tiden at måle det aktuelle varmeforbrug. På denne måde vil PRESS automatisk tilpasse sig eksempelvis

Ændringer i brugeradfærd
Ændringer i antallet af forbrugere
Ændringer i de meteorologiske modeller
Ændringer i de termiske karakteristika af de tilsluttede bygninger
Ændringer i fjernvarmenettet

Modul: On-line regulering af netpunktstemperaturer / Optimering

For at reducere varmetabet i fordelingsnettet skal vandtemperaturerne i nettet holdes så lave som muligt samtidig med, at det sikres at indgangstemperaturen hos samtlige forbrugere er tilstrækkelig høj. Ydermere skal pumpeomkostningerne begrænses.

Den indbyggede on-line regulator til styring af nettets temperaturer opnår dette mål ved at holde øje med et antal kritiske punkter i nettet, samtidig med at pumpeomkostningerne holdes på et rimeligt niveau.

Regulatoren er særdeles advanceret; den er eksempelvis i stand til at bestemme de varierende tidsforsinkelser fra fjernvarmeværket til forbrugerne. Samtidig tilpasser regulatoren sig automatisk ændringer i ledningsnettet.

Modul: On-line statistik

På grundlag af forbrugsmålinger og udetemperatur data indsamler dette modul løbende information om det samlede fjernvarmesystem. Informationen leveres på kompakt form:

Varighedskurver for varmeforbruget.
Energisignatur for det samlede system, dvs. det forventede varmeforbrug som funktion af lufttemperaturen.
Døgnvariationen af varmeforbruget.

På grundlag af denne information kan hele fjernvarmesystemet let monitoreres, og derved kan eksempelvis eventuelle uønskede situationer imødegås.

Modul: Optimering

Dette modul tilpasses typisk fjernvarmeværkets individuelle behov. Ofte er optimering relateret til brug af f.eks. akkumulatortanke. Andre problemstillinger, der kræver optimering ses typisk ved producerende enheder med forskellige omkostningsprofiler.