Kortsiktig produktionsplanering med hjälp av olinjär programmering

Relevanta dokument
Optimering av olika slag används inom så vitt skilda områden som produktionsplanering,

TNSL05 Optimering, Modellering och Planering. Föreläsning 2: Forts. introduktion till matematisk modellering

Styr- och informationssystem

TAOP86/TEN 1 KOMBINATORISK OPTIMERING MED

Kurser inom profilen Teknisk matematik (Y)

Optimering. Optimering

Förbättrad överhettartemperaturreglering med framkoppling från fysikaliska processmodeller. Martin Råberg

Träd. Sats. Grafer. Definition. En fullständig graf har en båge mellan varje par av noder. Definition

Optimeringslära för T (SF1861)

Kärnkraft och värmeböljor

Optimering. TAOP86 Kombinatorisk optimering med miljötillämpningar. När inte intuitionen räcker till... Långsiktiga mål med kursen. Vad är optimering?

Vattenfall InHouse. Det hållbara sättet att stärka ert varumärke

TNSL05 Optimering, Modellering och Planering. Föreläsning 4

MVE235 Matematisk orientering. Matematisk optimering en introduktion till ämnet och verksamhet vid MV

Kan vi nyttja kylvattenvärmen i framtida kärnkraftverk? - En studie av samtidig el- och värmeproduktion i ett nytt kärnkraftverk

Optimering. TAOP88 Optimering för ingenjörer. När inte intuitionen räcker till... Långsiktiga mål med kursen. Vad är optimering?

DRIFT & SKÖTSEL HUS MED GOLVVÄRME & VATTENRADIATORER

Optimering och simulering: Hur fungerar det och vad är skillnaden?

TAOP33/TEN 2 KOMBINATORISK OPTIMERING GRUNDKURS för D och C. Tentamensinstruktioner. När Du löser uppgifterna

Utbildning i energioptimering Norrenergi

Linjärprogramming. EG2205 Föreläsning 7, vårterminen 2015 Mikael Amelin

TAOP88/TEN 1 OPTIMERING FÖR INGENJÖRER

1 Duala problem vid linjär optimering

MICATRONE Effektväljare MVP 3000 för ekonomisk optimering av panncentraler från 1 till 50 MW En intelligent investering med hög avkastning

Roth Minishunt. För reglering av golvvärme i enstaka rum

Systematisk processoptimering

Optimerande beslutstöd för tågtrafikledning

N = {i}: noder (hörn) Graf: G = (N, B) Definitioner. Väg: Sekvens av angränsande bågar. Cykel: Väg som startar och slutar i samma nod.

Grundläggande programmering med matematikdidaktisk inriktning för lärare som undervisar i gy eller komvux gy nivå, 7,5 hp

LADDOMAT MR. Installation och användningsinstruktion

Princip/ Driftkort IQHeat50 Cooling

Mer El Metodisk genomgång av befintliga anläggningar

OSE gruppen vid Åbo Akademi är en tvärvetenskaplig forskargrupp inom optimering och systemteknik

TAOP88/TEN 1 OPTIMERING FÖR INGENJÖRER

Optimeringslara = matematik som syftar till att analysera och. Optimeringslara ar en gren av den tillampade matematiken.

TNSL05 Optimering, Modellering och Planering. Föreläsning 5

4. Optimal styrning. 4. Optimal styrning. 4. Optimal styrning. 4. Optimal styrning. 4. Optimal styrning. 4.1 Dynamisk programmering.

TAOP86/TEN 1 KOMBINATORISK OPTIMERING MED

Roth Fördelarshunt Pro

TAOP33/TEN 2 KOMBINATORISK OPTIMERING GRUNDKURS

SYSTEM VP-VP1, VV-VV1, VS-VS1 och VS2. Apparatskåp: AS-UC RADIATORKRETS VS1 STYRNING

Dynamisk programmering. Dynamisk programmering. Dynamisk programmering. Dynamisk programmering

De optimeringsproblem som kommer att behandlas i denna kurs kan alla (i princip) skrivas. 1 2 xt Hx + c T x. minimera

Jämförelse av Solhybrider

TAOP33/TEN 2 KOMBINATORISK OPTIMERING GRUNDKURS

Småskalig elproduktion från biobränsle

SF1545 Laboration 1 (2015): Optimalt sparande

TAOP61/TEN 1 OPTIMERING AV REALISTISKA SAMMANSATTA SYSTEM. Tentamensinstruktioner. När Du löser uppgifterna

Reglering och Optimering av transportuppdrag. Volvo Construction Equipment

TNSL05, Optimering, Modellering och Planering 6 hp, HT2-2010

TNSL05 Optimering, Modellering och Planering. Föreläsning 6

Optimering. Optimering av transportproblem. Linköpings universitet SL. Campusveckan VT2013

Made in Sweden. Solvärme i kombination med fjärrvärme

Laboration 1: Optimalt sparande

TAOP88/TEN 1 OPTIMERING FÖR INGENJÖRER

ÖKAD RESURSEFFEKTIVITET I KRAFTVÄRMESYSTEM GENOM SÄSONGSLAGRING AV VÄRME. Emilia Björe-Dahl & Mikaela Sjöqvist

Tentamensinstruktioner. När Du löser uppgifterna

TAOP88/TEN 1 OPTIMERING FÖR INGENJÖRER

Föreläsning 11. Giriga algoritmer

Bättre krossmaskiner kan tas fram genom optimering av en given krossprocess utifrån bergmaterialets fragmenteringsuppträdande

TAOP88/TEN 1 OPTIMERING FÖR INGENJÖRER

TAOP07/TEN1 OPTIMERINGSLÄRA GRUNDKURS för Y. Antal uppgifter: 7 Uppgifterna är inte ordnade efter svårighetsgrad.

Schneider Electric är involverade i 72% av slutanvändarnas energiförbrukning. Vi kan hjälpa er att spara!

TAOP61/TEN 1 OPTIMERING AV REALISTISKA SAMMANSATTA SYSTEM. Tentamensinstruktioner. När Du löser uppgifterna

TAOP88/TEN 1 OPTIMERING FÖR INGENJÖRER

Föreläsning 11. Giriga algoritmer

DRIFT & SKÖTSEL HUS MED ENBART GOLVVÄRME

Drift- och skötselanvisning. Pannväljare ER-p3. Pannväljare typ ER-p3.

P06 - VIDAREUTVECKLING AV VÄRMEPUMPSSYSTEM FÖR NNE-HUS

Utvärdering av planeringsstrategier under tidtabellsprocessen. Fahimeh Khoshniyat Johanna Törnquist Krasemann

Konsultens syn på energieffektivisering i fastigheter anslutna till fjärrvärme, respektive val av uppvärmningssystem vid nybyggnation?

Linjärprogrammering (Kap 3,4 och 5)

EcoZenith Parameterlista Modbus

TNSL05, Optimering, Modellering och Planering Gruppuppgift 3

Föreläsning 6: Transportproblem (TP)

Kraftvärmens roll i framtidens energisystem. Per Ljung

VVX- Rad/Vent.krets. SYSTEM VP-VP1, VV-VV1, VS-VS1 och VS2. Apparatskåp: AS-UC RADIATORKRETS VS1 STYRNING

TAOP33/TEN 2 KOMBINATORISK OPTIMERING GRUNDKURS

Optimeringslära Kaj Holmberg

Vattenfall InHouse. Energisystem i mikroformat för bostadsrättsföreningar

Föreläsning 2: Simplexmetoden. 1. Repetition av geometriska simplexmetoden. 2. Linjärprogrammeringsproblem på standardform.

Tentamensinstruktioner. När Du löser uppgifterna

TERMOSTATISKA BLANDNINGSVENTILER

UPONOR VVS GOLVVÄRME UPONOR CONTROL SYSTEM. Uponor Control System DEM Ökad komfort och mindre energiförbrukning

TAOP86/TEN 1 KOMBINATORISK OPTIMERING MED

EL1000/1120/1110 Reglerteknik AK

Industriell reglerteknik: Föreläsning 6

Träd. Sats. Grafer. Definition. En fullständig graf har en båge mellan varje par av noder. Definition

Träd. Sats. Grafer. Definition. En fullständig graf har en båge mellan varje par av noder. Definition

Eulercykel. Kinesiska brevbärarproblemet. Kinesiska brevbärarproblemet: Metod. Kinesiska brevbärarproblemet: Modell. Definition. Definition.

1. Riksdagen ställer sig bakom det som anförs i motionen om sårbarhet och systemfel med el för uppvärmning och tillkännager detta för regeringen.

Framtemperaturreglering för ökad elproduktion

Optimalitetsvillkor. Optimum? Matematisk notation. Optimum? Definition. Definition

TNSL05, Optimering, Modellering och Planering 6 hp, HT2-2011

Power to gas Karin Byman, ÅF

avloppsvattenrening genom reglerteknik Bengt Carlsson Uppsala universitet

Termoventiler 4H_SE.indd H-SERIEN

1. Vad är optimering?

Tekniska verken - Bygger världens mest resurseffektiva region

1 Kvadratisk optimering under linjära likhetsbivillkor

Transkript:

Kortsiktig produktionsplanering med hjälp av olinjär programmering S. Velut, P-O. Larsson, J. Windahl Modelon AB K. Boman, L. Saarinen Vattenfall AB 1

Kortsiktig produktionsplanering Introduktion Optimeringsmetod Fallstudie Slutsatser Fortsatt arbete 2

Produktionsplanering - Mål Hitta en kostnadsoptimal schemaläggning av värme- och elproduktion som uppfyller Fjärrvärmenätets behov Operativa begränsningar Givet Lastprediktion över en tidshorisont Produktionsanläggningar Distributionsnät 3

Modellbaserad optimering Optimal körplan över given horisont: Start/stopp för varje produktionsenhet Optimal lastfördelning Komplext optimeringsproblem som löses fördelaktigt mha Matematiska modeller av systemet Numeriska algoritmer Ingen tillgänglig robust algoritm utan förenklingar 4

Dagens standardmetod Processmodeller: enkla, linjära, tidsdiskreta Optimering av värmeflödena mha linjärprogrammering Robusta och effektiva lösare Effekt isf flöde och temperatur (olinjär inverkan) Ingen hänsyn till/optimering av: Fram- och returledningstemperatur/flöde Begränsing i flöde och temperatur Elverkningsgrad (externkylning, BP-ventil) 5

Förbättrad optimering i 2 steg Steg 1: standardmetod för start-stopp problemet Steg 2: lastfördelning med givna status Modeller: enkla, fysikaliska, men olinjära Optimering av flöde, temperatur, tryck, ventilläge... Olinjär programmering Väl-beprövade metoder i andra brancher, olinjär prediktiv reglering (NMPC) 6

Ekonomisk optimering Gemensam kostnadsfunktion för start/stopp och lastfördelning Ekonomisk optimering: el, värme, bränsle Bivillkor: Min/max: last, framtemp, flöde, tryck Min/max förändringshastighet Start/stopp profiler Tidshorisont: 24h Sampling: 20 min 7

T_network Produktionsplanering Verktyg, språk och miljö Start/stopp Metod från litteratur Miljö: Python Open-source MILP-lösare (cbc) Lastfördelning Modelica-modeller utvecklade i Dymola Optimering från Python mha open-source platform (JModelica.org) open-source lösare (IPOPT) name name name name 8

Fallstudie: Idbäcken (Vattenfall AB) 8 enheter 1 ackummulator 1 elproducent 1 extern returkylare Distributionspumpar Återcirk. pump Fysikalisk modell av P3 (el/värme) Ackummulator FjVledning Enkel nätmodell 9

Fysikalisk modell av värmekraftverket Modelica-modell som beskriver inverkan av: Pannlast By-pass ventil Returtemperatur Returflöde Polynomapproximation av vatten/ånga Enkel kalibrering mot designdata 10

Fall 1. Lågt värmebehov, en panna i drift Stängd BP ventil Extern kylning Lägre framledningstemp. Högre framledningsflöde 11

Fall 2. Hög och varierande last 12

Fall 2. Hög och varierande last Hög last: ingen extern kylning Uppstart av panna Ackummulator Stängd turbin-bp Lägre framledningstemp. Begränsande framflödet Samspel ackummulator och DP 13

Slutsatser Möjligt att optimera fysikaliska modeller Naturlig formulering och snabb kalibrering Rimliga beräkningstider (~ min) Stor potential jämfört med dagens metoder Mer el Extern kylning Turbin By-passventil Lägre framledningstemperatur (ca 4 o C) Högre flöde Ackummulatortemperatur och energi 14

Fortsatt arbete Vidareutveckla metoden för en mer generell och robust användning Robusthet mot osäkerhet i lastprediktion Distribuerad produktion och nätmodell Längre optimeringshorisont Uppskalning Implementering som beslutstöd 15