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Simulationsribbon

Simulator-Ribbon

Im Simulator-Ribbon (siehe folgende Abbildung) können Einstellungen für die Simulation vorgenommen werden. Diese betreffen sowohl die Betriebs- als auch die Strukturoptimierung.

Das Simulator-Ribbon umfasst die folgenden Gruppen:

  • Start (mit dem Application Button Modul ausführen)
  • Aktionen,
  • Filter,
  • Stoffeigenschaften,
  • Betriebsoptimierung,
  • Strukturoptimierung,
  • Hauptstufe,
  • Vorstufe,
  • Status.

Bevor Sie die Einstellungen im Simulationsribbon vornehmen, markieren Sie erst im Projektexplorer den Simulationsknoten, für den diese Einstellungen gelten sollen. Alle Einstellungen werden für den aktiven Simulationsknoten im Projekt gespeichert:

  • Filter,
  • Stoffeigenschaften,
  • Look-Ahead und Ergebniszeitfenster (Gruppe Betriebsoptimierung),
  • Betriebsoptimierung: Zielfunktion,
  • Strukturoptimierung: Zielfunktion,
  • Gap und Abbruchzeit (Gruppen Haupt- und Vorstufe),
  • Zeitreihenkompressionsstufe (Vorstufe).
Nicht benötigte Einstellungen sind automatisch ausgegraut.

Validieren

In der Gruppe Aktionen befindet sich der Button Validieren.

Damit können Sie das Modell im Vorfeld der Simulation prüfen. Die Validierungsfunktion prüft die Parametrierung und das Routing darauf, dass der Betrieb plausibel ist, die Eingabezeitreihen synchron, alle Pins verbunden und alle Eingabedaten vorgegeben sind. Auf diese Weise können Fehler im Modell frühzeitig ausgeschlossen werden.

Werden Fehler angezeigt, brechen Sie die Simulation ab und beheben Sie die entdeckten Fehler.

Hinweise zu den Fehlern werden im Validierungsfenster angezeigt.

Rot markierte Fehler sind schwerwiegende Fehler, die eine korrekte Simulation verhindern. Mit gelb markierten Fehlern können Sie trotzdem eine Simulation ausführen, wenn Sie die durch die Fehler entstehenden Abweichungen tolerieren können.

Detaillierte Informationen über die Fehler finden Sie in den Fehler- und Modellmeldungen im Simulatorfenster, das sich im Hintergrund des Validierungsfensters öffnet.

Die Eingabezeitreihen sind synchron, wenn sie alle dieselben Zeitpunkte und dieselbe Zeitzone haben. Der Betrieb ist plausibel, wenn die Nennleistungen der Anlagen prinzipiell groß genug sind, um die Maximallasten der Bedarfe zu decken.

Führen Sie die Validierung erneut aus, nachdem Sie die Fehler behoben haben.

Der Button Simulation pausieren dient dazu, alle Eingaben zu überprüfen, ohne Änderungen daran vorzunehmen.

Sind alle Validierungspunkte grün (siehe folgende Abbildung), klicken Sie den Button Simulation fortsetzen.

Werden minimale Teillasten verwendet, kann es sein, dass der Betrieb der Anlagen nicht möglich ist, aber der Wert 0 eine gültige Lösung darstellt. In diesem Fall zeigt der Precheck einen Fehler an, obwohl es eine mögliche Lösung gibt (siehe das einfache Beispiel in der folgenden Abbildung).

Der flexible Strombedarf kann maximal 10 kW aufnehmen, aber die Gasturbine muss mindestens 40 kW liefern. Die Lösung des Betriebs dieses Energiesystems ist, dass beide Anlagen ausgeschaltet sind. Trotzdem wird der Precheck hier den Hinweis geben, dass der Betrieb nicht plausibel ist. Sie können das einfach ignorieren, falls das Verhalten von Ihnen gewünscht ist.

Filter

Mit dem Filter können Sie die Zahl der zu simulierenden Zeitschritte begrenzen, um Rechenzeit zu sparen. Das ist zum Beispiel nützlich, um die Funktion eines neu aufgebauten Modells zu prüfen. Die Verkürzung der Rechenzeit erfolgt durch einen eingeschränkten Simulationszeitraum oder durch ein gröberes Zeitschrittraster. Der Simulationszeitraum kann durch Kalenderdaten oder die Nummern der Zeitschritte begrenzt werden.

Wählen Sie zuerst die Filtermethode aus der Drop-down-Liste:

  • Kein Filter,
  • Kalenderdatum oder
  • Zeitschritte.

Bei der Kalendermethode überschreiben Sie die Daten direkt, oder Sie öffnen den Kalender mit dem Button und wählen die Tage für den Beginn (Von) und das Ende (Bis) des zu simulierenden Zeitraums. Beide Kalenderdaten werden als erster und letzter Zeitpunkt von der Simulation erfasst.

Bei der Filtermethode Zeitschritte geben Sie die Nummer des ersten (Von Schritt) und letzten Zeitschritts (Bis Schritt) ein. Zum Beispiel kann hier Zeitschritt 1 bis 100 eingetragen werden. Dann werden nur die ersten 100 Zeitschritte berechnet.

Nach der Eingabe der Filterdaten werden die Angaben umgerechnet und auch in der jeweils anderen Einheit (Kalenderdatum oder Zeitschrittnummer) angezeigt (siehe folgende Abbildung).

Zusätzlich lässt sich unter Raster die Zahl der zu simulierenden Zeitschritte verringern, indem gleichmäßig verteilt über den festgelegten Simulationszeitraum nur jeder x-te Zeitschritt simuliert wird. Das Raster gibt an, jeder wievielte Zeitschritt der Zeitreihe simuliert wird. Ein höherer Rasterwert reduziert die Zahl der zu berechnenden Schritte und verkürzt die Rechenzeit. Zum Beispiel kann das Zeitraster von Stunden auf Tage umgestellt werden, indem nur jeder 24. Zeitschritt simuliert wird.

Beachten Sie bei der Einstellung des Rasters periodisch auftretende Effekte in Ihrem Energiesystem: Zum Beispiel verfälscht die Einstellung Raster 24 das Ergebnis, wenn das Energiesystem eine Photovoltaikanlage enthält, weil die Strahlungsdaten nur für eine Uhrzeit am Tag (zum Beispiel 14 Uhr) berücksichtigt werden.
Mit dem Button Alle Simulationen wird der gewählte Filter auf alle Simulationsknoten des Projektes angewendet. Um die eingegebenen Filterdaten für das Projekt zu übernehmen, muss im Projektexplorer ein Simulationsknoten (oder ein ihm untergeordneter Knoten) markiert sein.

Stoffeigenschaften

Für die Stoffmodelle stehen jeweils zwei Optionen zur Auswahl, wie das Stoffmodell in der Simulation berücksichtigt werden soll. Die Auswahl wird jeweils für ein Schema und die darin befindlichen Komponenten getroffen.

Während das Schema Schema oder eine Komponente aus dem Schema im Projektexplorer markiert ist, können Sie in der Gruppe Stoffeigenschaften des Simulator-Ribbons wählen, ob in der Simulation des Energiesystems dieses Schemas

  • das Stoffmodell Wasser (Wärme/Kälte) nur energetisch (Energie) oder mit der Lösung der Massenbilanzen und intensiven Zustandsgleichungen (Temperaturabhängig) betrachtet wird,
  • das Stoffmodell Brennstoff gasförmig nur energetisch (Energie) oder mit der Lösung der Massenbilanzen und intensiven Zustandsgleichungen/Brennwerten (Zusammensetzung) betrachtet wird und ob
  • das Stoffmodell Brennstoff fest/flüssig nur energetisch (Energie) oder mit der Lösung der Massenbilanzen und intensiven Zustandsgleichungen/Brennwerten (Zusammensetzung) betrachtet wird.

Betriebsoptimierung

In der Gruppe Betriebsoptimierung werden die Einstellungen für die Betriebsoptimierung vorgenommen.

Mit dem Split Button Betriebskosten (ein Split Button zeigt immer die zuletzt gewählte Funktion) wählen Sie als Zielfunktion die Größe, die während der Betriebsoptimierung minimiert werden soll.

Bestimmen Sie den Look-Ahead und das Ergebniszeitfenster.

Strukturoptimierung

In der Gruppe Strukturoptimierung geben Sie die Zielfunktion der Strukturoptimierung vor. Mit dem Split Button Annualisierte Gesamtkosten wählen Sie als Zielfunktion die Größe, die während der Strukturoptimierung minimiert werden soll:

die  Annualisierten Gesamtkosten,

die  Investitionskosten oder

den Kapitalwert.

Abbruchzeit und Gap

Auf die Rechenzeit wirken sich neben der Auswahl des Solvers auch die Einstellung der Abbruchzeit (der maximalen Zeit zum Lösen) und der Gap aus, die jeweils für die Haupt und die Vorstufe getrennt eingestellt werden.

Die Abbruchzeit bezieht sich auf das Finden des Optimums in einem Zeitschritt. Geben Sie die Zeit in Sekunden an. Die Optimierungsrechnung wird nach der angegebenen Zeit abgebrochen, wenn sie bis dahin nicht erfolgreich abgeschlossen werden konnte. Als Standard sind in der Hauptstufe 60 Sekunden und in der Vorstufe 600 s eingestellt.

Mit der Gap wird die erlaubte Abweichung von der optimalen Lösung in % festgelegt. Eine größere Gap verkürzt die Rechenzeit, kann aber zu ungenaueren Ergebnissen führen. Die Voreinstellung 0,1 % bedeutet, dass das errechnete Optimum vom tatsächlichen Optimum um maximal 0,1 % abweichen darf.

Als Abbruchkriterium greift das Erreichen der Genauigkeit (der Gap) oder der Abbruchzeit, je nachdem, welches Kriterium zuerst erfüllt wird. Im Logfenster des Simulators sehen Sie nach dem Abbruch, bis zu welchem Gap-Wert die Optimierung in diesem Zeitschritt gelöst wurde bzw. ob überhaupt eine gültige Lösung gefunden wurde.

Zeitreihenkompression

In der Gruppe Vorstufe bestimmen Sie durch Auswahl aus der Drop-down-Liste die Zeitreihenkompressionsstufe. Wählen Sie Keine Kompression/exakt, so werden in der Gruppe Betriebsoptimierung die Eingabefelder für Look-Ahead und Ergebniszeitfenster ausgegraut, da der gesamte Simulationszeitraum gekoppelt berechnet wird.

Status

Sind die Symbole in der Gruppe Status farbig und kontrastreich (und nicht ausgegraut), zeigen sie an, dass

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