Un nou model analitic al curbei clasate a sarcinii termice

Abstract

Complexitatea problemelor actuale de integrare a surselor regenerabile in sistemele energetice conduce la creșterea cerințelor ce privesc modelarea sarcinilor de consum. Modelele tradiționale ale curbelor de sarcină nu cuprind în totalitate elementele caracteristice regimului de consum a energiei, în special a energiei termice, și necesită a fi îmbunătățite. In lucrare se propune un model matematic pentru curba anuală clasată a sarcinii termice a unui sistem ce acoperă necesarul de căldură pentru încălzire, apă caldă menajeră, ventilare, precum și pentru necesitățile industriale ale unei zone urbane. Modelul prezentat integrează două funcții – o funcție putere și o funcție logistică (sigmoidală) modificată și oferă o aproximare suficient de calitativă a alurii curbelor reale de sarcină. Funcția logistică este responsabilă de realizarea unei "căderii abrupte sau căderi în pantă" pe curba clasată. Modelul propus permite, de asemenea, de a facilita modelarea soluțiilor de acoperire a necesarului de energie termică în diverse utilizări practice.

The complexity of the current problems related to integration of the renewable sources in the energy systems leads to the increase of the requirements regarding the consumers’ loads modelling. The traditional load curves models don’t fully cover the specific elements of the energy consumption regime, especially of the thermal energy, and need to be improved. In this paper a mathematical model of the annual heat load duration curve of the heat supply system that covers the heat demand for heating, domestic hot water, ventilation, and the industrial needs of an urban area is proposed. The presented model integrates two functions - a power function and a logistic (sigmoidal) modified function and provides a sufficiently qualitative approximation of all real load curve shapes. The logistics function is responsible for achieving a "steep fall or downhill" on the load duration curve. The proposed model allows as well facilitating the modeling of thermal demand coverage solutions for various practical uses.

La complexité des problèmes actuels d'intégration des sources renouvelables dans les systèmes énergétiques conduit à une augmentation des exigences en matière de modélisation des tâches de consommation. Les modèles traditionnels de courbes de charge n'incluent pas complètement les caractéristiques du régime de consommation d'énergie, en particulier l'énergie thermique, et doivent être améliorés. L'article propose un modèle mathématique pour la courbe nominale annuelle de la charge thermique d'un système qui couvre la demande de chaleur pour le chauffage, l'eau chaude sanitaire, la ventilation et pour les besoins industriels d'une zone urbaine. Le modèle présenté intègre deux fonctions - une fonction de puissance et une fonction logistique (sigmoïde) modifiée et fournit une approximation suffisamment qualitative de toutes les courbes de charge réelles. La fonction logistique est responsable de la réalisation d'une «forte pente ou descente» sur la courbe classée. Le modèle proposé permet également de faciliter la modélisation de solutions de couverture d'énergie thermique pour diverses utilisations pratiques.

Сложность проблем связанных с интегрированием возобно-вляемых источников энергии в современные энергетические системы приводит к возрастанию требований к моделированию графиков нагрузок. Традиционные модели графиков нагрузок по продолжительности не полностью охватывают элементы, характерные для режима энергопотребления, особенно тепловой энергии, и поэтому их необходимо улучшить. В статье предлагается новая математическая модель графика тепловой нагрузки по продолжительности для системы тепло-снабжения, покрывающей нужды отопления, горячего водоснабжения, вентиляции a также промышленные нужды городского района. Представленная модель объединяет две функции - степенную функцию и логистическую (сигмовидную) модифицированную функцию и обеспечивает достаточно качественную аппроксимацию форм реальных графиков нагрузки. Логистическая функция ответственна за реализацию «крутого падения или спуска» на графике нагрузки по продолжительности. Предлагаемая модель позволяет также облегчить моделирование решений по покрытию тепловых нагрузок в различных практических применениях.