Allgemeines zur Komponentenmodellierung
TOP-Energy enthält eine Bibliothek fertiger Komponentenvorlagen. Die Komponenten ziehen Sie in Ihr Projekt und versehen sie mit Parametern, Kennlinien usw. Durch hinzuschaltbare Eigenschaften, wie zum Beispiel betriebliche Randbedingungen oder Kostenbestandteile, können Sie diese Komponenten individualisieren. Dafür ist keine Modellierung notwendig. Die meisten individuellen Anforderungen an Komponenten können Sie mit den Komponenten der programmierbaren Steuerung abbilden, sodass nur in wenigen Fällen die Modellierung eigener Komponenten notwendig ist.
Wollen Sie jedoch neue Komponenten erstellen oder bestehende ändern, können Sie selbst modellieren. Um dies zu unterstützen, erhalten Sie im Dokumentationsbereich Modellierung eigener Komponenten grundlegende Informationen. Zusätzlich empfehlen wir eine Modellierungsschulung.
Template-Editor
Das Erstellen von neuen oder das Anpassen bestehender Komponenten erfolgt mit dem Template-Editor. Dieses Tool ist in einer TOP-Energy-Lizenz enthalten. Der Template-Editor wird regulär bei der Installation von TOP-Energy im Windows-Startmenü im TOP-Energy-Ordner verzeichnet und kann von dort gestartet werden.
Konzept der Komponentenmodellierung
Komponenten sind hierarchisch aufgebaut. Sie bestehen aus mehreren kleineren Elementarkomponenten, sogenannten Elementarys.
Ein Elementary enthält jeweils spezifische Gleichungen, welche in unterschiedlichen Komponenten wiederholt vorkommen. Zum Beispiel gibt es ein Elementary mit Betriebskostenbestandteilen und ein Elementary mit Kennlinien zur Umwandlung von Energieformen. Diese Elementarys kommen in vielen Komponentenvorlagen vor. Beim Modellieren einer eigenen Komponente können Sie auf diese vormodellierten Elementarys, die Standard-Elementarkomponenten und -boxen, zurückgreifen.
In der kleinsten Einheit eines Elementarys werden die nötigen Variablen deklariert und Gleichungen aufgestellt. Das erfolgt mit einer Modellbeschreibungssprache, die in der GFaI entwickelt wird. Sie ist gleichungsbasiert und nennt sich PML (Process Modeling Language). Detaillierte Informationen dazu erhalten Sie in den sieben Artikeln zur PML im Abschnitt Modellierung eigener Elementarkomponenten.
In den Komponenten sind das Datenmodell und die Modellgleichungen getrennt gespeichert. Die Modellbeschreibung in der PML enthält keine eingetragenen Werte, sondern nur die Gleichungen. Die Zahlen, die vom Nutzer eingegeben werden, z. B. die Nennleistung eines BHKW, werden im Datenmodell gespeichert. Dieses wird in Form einzelner hierarchisch strukturierter Datencontainer, die Primitive genannt werden, modelliert. In der PML werden die Primitive mit Modellvariablen verknüpft. Sehen Sie dazu die Informationen zum Anlegen eines Datenmodells/Primitivs.
Die Nutzerschnittstelle in TOP-Energy bilden die Komponentenformulare, wie z. B. das Formular Technische Eingabedaten im Heißwasserkessel. Die Visualisierung dieser Daten im Formular wird mit der XML-Sprache EFL (EnergyFrames Formular Language) beschrieben. Informationen zu fortgeschrittenen EFL-Funktionen finden Sie in einem eigenen Artikel.
Bei der Verwendung der Komponenten in TOP-Energy liest der Simulator die Komponentenstruktur aus und interpretiert die PML. Daraus werden hybride Modellgleichungen mit einem Optimierungsmodell und einem algebraischen Gleichungssystem erstellt. Für die Modellierung eigener Komponenten ist es notwendig, die Funktionsweise des hybriden Solvers und der MILP-Modellierung zu verstehen.
