Innovative optimization algorithm of variable speed pumps in district heating systems

• Autorzy: Augusiak A. , Dziedzicki K.

Warianty tytułu

PL

Innowacyjny algorytm optymalizacji pomp zmienno-prędkościowych w systemach ciepłowniczych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper deals with the optimization of variable sped pumps in district heating (DH) systems. The innovative mathematical algorithm that addresses rational use of energy in pumping installations of heat supply plants, booster stations, and end-user substations, has been proposed for the optimization. In Poland, where DH system supply over 50% of heat demand in a good number of the cities, significant improvements in DH installations can be expected with broader use of variable speed pumps arises. The algorithm is based on quick and robust calculation of optimal speed-controlling parameters in complex pump arrangements specific for DH systems. A sophisticated iterative procedure together with multi-parameter piece-wise linearisation of pump characteristics is used to solve the mathematical model. The solution provides the optimal pump set-up (indicated by a number and sequence of operating pumps) together with the optimal adjustment of parameters of each pump under consideration. The water flow rates and head demands for every pump must be known or estimated. The description of the mathematical algorithm goes along with the discussion of the results achieved with its application and determination of important features of the proposed method, as the background of its possible use in simulation software of DH systems.

PL

W referacie przedstawiono innowacyjny algorytm matematyczny optymalizacji pracy pomp zmienno-prędkościowych w systemach ciepłowniczych. Zastosowanie pracujących energooszczędnie pomp staje się coraz częstszym rozwiązaniem w instalacjach ciepłowni i elektrociepłowni, stacjach podnoszenia ciśnień oraz instalacjach odbiorczych w systemach ciepłowniczych. Stąd pojawia się problem wyznaczania optymalnych sterowań dla tego typu rozwiązań. Algorytm wykorzystuje do tego celu procedurę iteracyjnego wyznaczania optymalnych parametrów pracy złożonych układów pomp, których charakterystyki są linearyzowane odcinkami prostych w układzie dwóch współrzędnych. Do rozwiązania powstałego w ten sposób modelu całkowitoliczbowego zaproponowano wykorzystanie systemu GAMS i specjalnie uporządkowanych zbiorów zmiennych (SOS2). W toku obliczeń proponowany algorytm wyznacza optymalne parametry pracy każdej pompy przy założonych wartościach wymuszeń dla przepływów wody i wymaganych wysokości podnoszenia. W pracy przedstawiono podstawy metodologiczne i wyniki optymalizacji dla przykładowego systemu oraz przeprowadzono dyskusję istotnych cech zaproponowanego podejścia matematycznego z punktu widzenia możliwości implementacji opisanego algorytmu w oprogramowaniu symulacyjnym systemów ciepłowniczych.

Słowa kluczowe

EN

variable speed pumps; district heating system; heat supply plants; booster station; optimal control

PL

pompy zmiennoprędkościowe; system ciepłowniczy; sterowanie optymalne

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Maszyn Przepływowych PAN ; Komitet Problemów Energetyki Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Archiwum Energetyki
• Rocznik: 2002
• Tom: T. 31, nr 3/4
• Strony: 97--112
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Augusiak A.

autor

Dziedzicki K.

• Katedra Elektroenergetyki Politechniki Gdańskiej