Varmestyring for effektreduksjon

Abstract

Våren 2021 vedtok Olje- og Energi departementet å endre nettleigemodellen basert på NVE sitt forslag. NVE foreslår at nettleiga i større grad må legge til rette for betre utnytting av straumnettet, samt ei rimelegare fordeling av kostnaden mellom kundane [1]. Dette gjer det ønskeleg å optimalisere effektbruken i bygg.

Denne bacheloroppgåva er ei vidareutvikling av ein eksisterande modell utvikla av Mathworks» [2]. Modellen tek føre seg termisk simulering av bygg ved hjelp av Simulink og Matlab.

Målet med bacheloroppgåva er å bruke den eksisterande modellen til å lage ein generisk modell som kan nyttast for å optimalisere effektbruken for varme i bygg, samt avgrense effekttoppar i ugunstige tider. Det blir også simulert tradisjonelle styringsmetodar i ulike typar bygg med ulike termiske eigenskapar for å granske korleis desse blir påverka av den nye nettleigemodellen. Oppgåva tek også føre seg strukturen i arbeidet med oppgåva, og korleis samarbeidet gjekk føre seg.

Simuleringane viser at det framleis vil vere lønnsamt med tradisjonelle styringsmetodar for alle bygg omfatta av nettleigemodellen, dette gjeld for bustad og næringsbygg med forbruk over 100 000kWh. For nokre av bygga omfatta av nettleigemodellen for næringsbygg under 100 000kWh vil den nye modellen gjere at effekt spart ved hjelp av styringsmetodene ikkje resultera i eit lønnsamt resultat. Det er spådd at straumprisen vil auke den komande tida. Dette vil resultere i at simuleringsresultata i rapporten er veiledande, og den faktiske innsparinga vil auke i forhold til straumprisen.

Undervegs i oppgåva vart det vedtatt at den aktuelle nettleigemodellen skulle skrotast, og det ville kome ein alternativ modell. Dette gjer at den generiske modellen og simuleringane moglegvis ikkje vil vere representative for den nye nettleigemodellen, men med generell kunnskap i Matlab, Simulink og Excel vil det vere mogleg å tilpasse denne til den nye nettleigemodellen.

In the spring of 2021, The Oil and Energy Department approved a fundamental change in the transfer tariff based on a proposal by NVE. NVE suggest that the transfer tariff in a larger extent should cater to a better optimalization of the power grid, as well as a fairer structure of cost between users [1]. This makes effect optimalization desirable in buildings. This bachelor thesis is a further development of an already existing model developed by Mathworks [2]. The model does thermal simulations of buildings using MATLAB and Simulink.

The goal of the thesis is to use the existing model to make a more generic model that can be used to optimize the power used for heat in buildings and limit the power peaks in unwanted hours. It will also be done simulations of traditional control methods in different buildings with different thermal properties to further understand how the new transfer tariff will affect these. The thesis also structures the work and cooperation done in conjunction with the thesis. The simulations show that traditional control methods are still profitable in all buildings included in the transfer tariff of residence housing and commercial buildings with an energy consumption of over 100 000kWh per month. For a couple of the buildings included in the transfer tariff of commercial buildings under 100 000kWh per month, the traditional control methods will not result in a profit. This is due to the extra cost related to the higher power peaks associated with the control methods being higher than the amount saved. It is predicted that the electricity prices will rise in the coming time. This makes the simulation results in the thesis only indicative, as the profits of the control methods will rise with a rising cost of electricity.

In the middle of the thesis, it was approved that the tariff used for the thesis would be scrapped and replaced with an alternate model. This makes the generic model and simulation results in the thesis outdated in terms of the new tariff. With knowledge in MATLAB, Simulink, and Excel it will be possible to adapt the generic model to the new tariff.