نقاط الخزان والتخزين
Last updated
Last updated
description: تصف هذه الصفحة سلوك وتكوين عقد خزان Pywr في WaterStrategy.
تحتوي نقاط الخزان والتخزين على غرامات تخصيص (تكاليف) مخصصة لها. التكلفة السلبية تعني أن الخزان سيجمع المياه، والتكلفة الإيجابية تعني بدلاً من ذلك أن الخزان سيطلق الماء. يمكن أن تكون عقوبات التخصيص عبارة عن ثوابت (معايير ثابتة) أو ملفات تعريف (شهرية، يومية، أسبوعية) تتغير بناءً على الوقت. أيضًا، يمكن أن تحتوي عقوبات التخصيص على مستويات مختلفة تحددها منحنيات تحكم مختلفة بناءً على حجم الخزان. على الرغم من عقوبات تخصيص الخزانات والتخزين التي تؤثر على تخزين المياه، فإن الإطلاقات من تلك العقد ستنتج عن توازن التكلفة في النظام مع مراعاة عقوبات تخصيص العقد النهائية.
يتم تقديم الأمثلة المختلفة التالية.
عقوبة التخصيص الثابت
سيستخدم هذا المثال القيم الثابتة كعقوبات تخصيص للعقد المختلفة في الشبكة. يوضح الشكل 1 شبكة بسيطة تشتمل على نقاط التجميع والتخزين والطلب والمخرج.
الشكل 1. تم تنفيذ نموذج Pywr البسيط في WaterStrategy
تتضمن عقدة المستجمع سلسلة زمنية للتدفق، كما هو موضح في الشكل 2. السعة القصوى لـ storage node هي 2000000 Mm3، والطلب على عقدة الطلب هو 92 MM3/اليوم.
الشكل 2. السلاسل الزمنية للتدفقات المرتبطة بعقدة التجميع
تحتوي هذه الشبكة البسيطة على عقوبتين للتخصيص لعقدتي التخزين والطلب. عقوبة التخصيص لـ storage node هي -5، وعقدة الطلب هي -10. يوضح الشكل 3 الحجم المحاكي لـ storage node وإعادة إمداد عقدة الطلب.
الشكل 3. حجم محاكاة لـ storage node وإمدادات المياه لعقدة الطلب. عقوبة تخصيص التخزين = -5، عقوبة تخصيص الطلب = -10
يوضح الشكل 3 أن الطلب 92 mm3/day يتم تلبيته دائمًا أثناء المحاكاة. هذا لأن عقوبة التخصيص لعقدة الطلب أعلى من العقوبة على storage node. وبالمثل، إذا لم يتم تعيين عقوبة التخصيص لـ storage node، فستكون النتائج هي نفسها الموجودة في الشكل 3. الآن، إذا تم عكس غرامات التخصيص، أي أن عقوبة تخصيص التخزين هي -10، وعقوبة تخصيص الطلب هي -5، فإن storage node ستحتفظ بالمياه، ولن يكون هناك عرض لعقدة الطلب (الشكل 4).
الشكل 4. حجم محاكاة لـ storage node وإمدادات المياه لعقدة الطلب. عقوبة تخصيص التخزين = -10، عقوبة تخصيص الطلب = -5
عقوبة تخصيص الملف الشخصي
سيستخدم هذا المثال ملف تعريف شهري كعقوبة تخصيص لـ storage node (الشكل 5) وعقوبة تخصيص ثابتة تساوي -10 لعقدة الطلب. ستوضح الشبكة في الشكل 1 استخدام معلمة Pywr MonthlyProfileParameter. يمكن استخدام أي معلمة Pywr لملف التعريف الأخرى بنفس الطريقة.
الشكل 5. عقوبة تخصيص الملف الشخصي الشهرية.
من مايو إلى سبتمبر، تكون عقوبة التخصيص أقل من العقوبة في عقدة الطلب، مما يؤدي إلى إصدارات من storage node فقط في تلك الأشهر لتلبية الطلب (انظر الشكل 6).
الشكل 6. حجم محاكاة لـ storage node وإمدادات المياه لعقدة الطلب باستخدام معلمة ملف التعريف الشهري
العقد ذات عقوبات التخصيص المتساوية
كما تم التعليق عليه في القسم 1.1، يتم استخدام عقوبات التخصيص لتمثيل أولويات التوريد في الشبكة. في حالة نقص المياه ووجود عقدتين أو عدة نقاط ذات أولوية متساوية، لا يمكن الحصول على إمدادات نسبية باستخدام عقوبات تخصيص متساوية. يوضح الشكل 7 مثالاً لنقص المياه في شبكة ذات نقطتي طلب متساويتين في الطلب والأولويات.
الشكل 7. تم تنفيذ نموذج Pywr البسيط في WaterStrategy مع عقوبات تخصيص متساوية
إذا قمنا بتشغيل الشبكة في الشكل 7، فلن نحصل على إمدادات متساوية للعقدتين Demand 1 و 2 (الشكل 8) لأن ذلك سيعتمد على الحل الذي يحل مشكلة تخصيص المياه. في المثال الوارد في الشكل 7، يقوم المحلل بتخصيص المزيد من المياه لعقدة Demand 2، كما هو موضح في الشكل 8.
الشكل 8. نقاط إمداد المياه حسب الطلب بأولويات تخصيص متساوية.
على الرغم من أن استخدام عقوبات التخصيص المتساوية غير ممكن لتحقيق إمدادات متساوية، في WaterStrategy، يمكن استخدام «AggregatedNode» لتحقيق السلوك المطلوب للحصول على إمدادات متناسبة في حالة نقص المياه (انظر الشكل 9).
الشكل 9. تم تنفيذ نموذج Pywr البسيط في WaterStrategy مع عقوبات تخصيص متساوية باستخدام «AggragtedNode»
في هذه الحالة، في سمة «العقد» الخاصة بـ «AggregatedNode»، يحتاج المستخدم إلى إدخال العقد بعقوبة تخصيص متساوية وفي سمة «العوامل» لإدخال نسبة العرض المطلوبة بين العقد، على سبيل المثال، للحصول على نسبة توريد متساوية في عقدتين، يجب على العوامل\ [__1234567890____0__5، 0.]، انظر الشكل 10.
الشكل 10. سمة العقد والعوامل في العقدة المجمعة.
لاحظ أن «AggregatedNode» غير متصل بأي عقدة في الشبكة (الشكل 9). إذا قمنا بتشغيل هذه الشبكة الجديدة، فسنحصل على إمدادات مياه متساوية للعقدتين Demand 1 و 2 (انظر الشكل 11).
الشكل 11. عقد إمداد المياه حسب الطلب مع أولويات تخصيص متساوية وعقدة مجمعة.
ليس لدى Pywr عقدة صريحة لنمذجة محطة الطاقة الكهرومائية. بدلاً من ذلك، يمكن للمستخدمين الجمع بين عقدة «Link» ومعلمة Pywr ومسجل لنمذجة محطة الطاقة الكهرومائية. يمكن أن تكون المعلمة «HydroPowerTargetParameter»، والمسجل «HydroPowerRecorder». المعلمة المستهدفة للطاقة الكهرومائية هي معلمة تستخدم لحساب التدفق المطلوب لتوليد هدف معين لإنتاج الطاقة الكهرومائية. من المقرر استخدامه على عقدة تمثل توربين حيث يكون هدف الإنتاج المحدد مطلوبًا في كل خطوة زمنية. يقوم مسجل الطاقة الكهرومائية بحساب وحفظ إنتاج الطاقة باستخدام معادلة الطاقة الكهرومائية. يحفظ هذا المسجل مجموعة من إنتاج الطاقة الكهرومائية في كل خطوة زمنية. لتسهيل تفاعل المستخدم مع Pywr، يتضمن WaterStrategy عقدة «توربين»، والتي تعرض واجهة (الشكل 12) لإدخال معلومات محطة الطاقة الكهرومائية وإنشاء «HydroPowerTargetParameter» و «HydroPowerRecorder» داخليًا.
الشكل 12. الواجهة في WaterStrategy لإدخال البيانات الفنية للعقد التوربينية.
يمكن نمذجة محطات الطاقة الكهرومائية المكمنية أو محطات الطاقة الكهرومائية الجارية في WaterStrategy باستخدام عقدة «توربين». والفرق الوحيد هو أنه يجب تحديد storage node لمحطات الطاقة الكهرومائية المكمنية لحساب تغير المستوى في الخزان لحساب الطاقة. يتم حساب رأس حساب الطاقة من ارتفاع المياه المحدد في «التخزين_العقدة» و «التوربين_قيم «الارتفاع». إذا تم إعطاء storage node مع ارتفاع الماء، فإن الرأس هو الفرق في الارتفاع بين الماء والتوربين. إذا كان معامل ارتفاع الماء هو «لا شيء»، فإن الرأس هو ببساطة ارتفاع التوربين.
