Estrategia de Operación Adaptativa de un Sistema de Enfriamiento Distrital con Almacenamiento de Agua Fría y Sus Validaciones mediante Modelado y Simulaciones en OpenModelica
Autores: Liu, Yang; Wang, Songcen; Chen, Hongyin; Zhong, Ming
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Estrategia de Operación Adaptativa de un Sistema de Enfriamiento Distrital con Almacenamiento de Agua Fría y Sus Validaciones mediante Modelado y Simulaciones en OpenModelica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería energética y tecnología energética
Palabras clave
Estrategias de operación
Sistemas de enfriamiento de distrito
Almacenamiento de agua fría
Estrategia de operación adaptativa
Fluctuaciones en la demanda de enfriamiento
Casos de simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Desarrollar estrategias de operación para sistemas de enfriamiento distrital con almacenamiento de agua fría es un desafío debido a las fluctuaciones inciertas de la demanda de enfriamiento en las operaciones reales. Para abordar este problema, este documento desarrolló una estrategia de operación adaptativa y realizó sus validaciones modelando y simulando un sistema de enfriamiento comercial en Shanghái utilizando OpenModelica. En primer lugar, la estrategia de operación originalmente diseñada del sistema de enfriamiento fue evaluada por simulación, pero se encontró que no podía satisfacer los requisitos de enfriamiento ideales promediados estadísticamente debido al agotamiento temprano del agua fría almacenada alrededor de las 5:30 PM. Luego, para sentar las bases para el desarrollo de la estrategia de operación adaptativa, se estableció una nueva estrategia de operación aumentando el tiempo de operación de los chillers de carga base en los períodos de precios eléctricos valle y planos. La nueva estrategia demostró ser numéricamente sostenible para satisfacer la demanda de enfriamiento ideal. Además, para realizar la adaptabilidad de la estrategia a las fluctuaciones reales de carga de enfriamiento, se desarrolló una estrategia de operación adaptativa rastreando la curva de masa de agua fría almacenada objetivo que fue calculada implementando la nueva estrategia diseñada. Los resultados de la simulación verifican que la estrategia de operación adaptativa permite una buena adaptabilidad a casos representativos de fluctuación de carga de enfriamiento al ajustar automáticamente y periódicamente el estado de operación de los chillers de carga base. La estrategia de operación adaptativa fue luego ampliamente probada numéricamente en cientos de casos de simulación con diferentes variaciones de carga de enfriamiento. Se encontró un problema de retraso temporal que resultó en fallos de estrategia en las pruebas numéricas y se abordó modificando ligeramente la estrategia adaptativa. Los resultados indican que la estrategia de operación adaptativa permite la adaptabilidad para enfrentar las fluctuaciones de la demanda de enfriamiento, así como permitir costos económicos bajos de suministro de enfriamiento y características amigables con la red eléctrica. Este estudio proporciona apoyo teórico para el diseño y validaciones de estrategias para las operaciones de sistemas de enfriamiento distrital.
Descripción
Desarrollar estrategias de operación para sistemas de enfriamiento distrital con almacenamiento de agua fría es un desafío debido a las fluctuaciones inciertas de la demanda de enfriamiento en las operaciones reales. Para abordar este problema, este documento desarrolló una estrategia de operación adaptativa y realizó sus validaciones modelando y simulando un sistema de enfriamiento comercial en Shanghái utilizando OpenModelica. En primer lugar, la estrategia de operación originalmente diseñada del sistema de enfriamiento fue evaluada por simulación, pero se encontró que no podía satisfacer los requisitos de enfriamiento ideales promediados estadísticamente debido al agotamiento temprano del agua fría almacenada alrededor de las 5:30 PM. Luego, para sentar las bases para el desarrollo de la estrategia de operación adaptativa, se estableció una nueva estrategia de operación aumentando el tiempo de operación de los chillers de carga base en los períodos de precios eléctricos valle y planos. La nueva estrategia demostró ser numéricamente sostenible para satisfacer la demanda de enfriamiento ideal. Además, para realizar la adaptabilidad de la estrategia a las fluctuaciones reales de carga de enfriamiento, se desarrolló una estrategia de operación adaptativa rastreando la curva de masa de agua fría almacenada objetivo que fue calculada implementando la nueva estrategia diseñada. Los resultados de la simulación verifican que la estrategia de operación adaptativa permite una buena adaptabilidad a casos representativos de fluctuación de carga de enfriamiento al ajustar automáticamente y periódicamente el estado de operación de los chillers de carga base. La estrategia de operación adaptativa fue luego ampliamente probada numéricamente en cientos de casos de simulación con diferentes variaciones de carga de enfriamiento. Se encontró un problema de retraso temporal que resultó en fallos de estrategia en las pruebas numéricas y se abordó modificando ligeramente la estrategia adaptativa. Los resultados indican que la estrategia de operación adaptativa permite la adaptabilidad para enfrentar las fluctuaciones de la demanda de enfriamiento, así como permitir costos económicos bajos de suministro de enfriamiento y características amigables con la red eléctrica. Este estudio proporciona apoyo teórico para el diseño y validaciones de estrategias para las operaciones de sistemas de enfriamiento distrital.