KR101532580B1 - Optimization System of Energy Network - Google Patents

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KR101532580B1 KR1020130043644A KR20130043644A KR101532580B1 KR 101532580 B1 KR101532580 B1 KR 101532580B1 KR 1020130043644 A KR1020130043644 A KR 1020130043644A KR 20130043644 A KR20130043644 A KR 20130043644A KR 101532580 B1 KR101532580 B1 KR 101532580B1
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주식회사 인포트롤테크놀러지
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Abstract

본 발명의 일실시 예에 따라 비주얼 모델링 (Visual modeling) 환경에서 에너지 네트워크를 구성하고, 이를 이용하여 에너지 밸런스, 시뮬레이션 및 최적화를 수행하는 에너지 네트워크 최적화 시스템은 에너지 밸런스와 최적화를 수행하면서 내부 변수 관리, 스크립트 계산을 하고, 정보를 관리하는 ENeTOpt메인모듈과 엔탈피, 에너지 밸런스, 최적화를 연산하는 연산모듈을 포함하는 ENeTOpt부, ENeTOpt부에 연결되어 사용자 UI를 제공하면서 다이어그램 디자인 기능을 제공하는 Visio부, ENeTOpt부로부터 엔탈피, 에너지 밸런스, 최적화에 대한 데이터를 제공받아 저장하면서 모니터링하는 RDB부, 적어도 하나 이상의 장비에 인터페이스를 제공하는 RTDB부 및 ENeTOpt부를 RTDB부와 연결시키는 중계 역할을 하는 Data Access Interface부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, an energy network optimization system that forms an energy network in a visual modeling environment and performs energy balance, simulation, and optimization using the energy network, performs energy balance and optimization, A ENeTOpt main module for script calculation and information management, an ENeTOpt section including an enthalpy, an energy balance, and an operation module for computing an optimization, a Visio section for providing a diagram of a user interface while being connected to the ENeTOpt section, an ENeTOpt An RDB unit for monitoring and storing data on enthalpy, energy balance, and optimization from the control unit, an RTDB unit for providing an interface to at least one equipment, and a data access interface unit for relaying the ENeTopt unit to the RTDB unit .

Description

에너지 네트워크 최적화 시스템{Optimization System of Energy Network}Optimization System of Energy Network [0002]

본 발명은 에너지 네트워크 최적화 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 ENeTOpt를 비주얼 모델링(Visual modeling) 환경에서 에너지 네트워크를 구성하고, 이를 이용하여 에너지 밸런스, 시뮬레이션 및 최적화를 수행할 수 있는 에너지 네트워크 최적화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an energy network optimization system, and more particularly, to an energy network optimization system capable of constructing an energy network in a visual modeling environment and performing energy balance, simulation, and optimization using the ENeTOpt will be.

일반적으로 에너지 네트워크는 석유화학, 정유 및 화학산업 그리고 열 병합 발전과 같은 지역난방 등의 산업에서 흔히 볼 수 있는 에너지 공급 망으로, 보일러 혹은 Furnace를 통한 스팀 생산과 터빈의 전기 혹은 필요 동력의 생산 그리고 외부 열원으로의 열 공급 및 수급, 열 교환기, Flash Tank, Let down 설비 등 다양한 에너지 설비와 사용자 등으로 구성되었다.In general, energy networks are energy supply networks commonly found in industries such as petrochemicals, refining and chemical industries, and district heating, such as thermal-combined power generation. They are used to produce steam through boilers or furnaces, Heat supply and supply to external heat source, heat exchanger, flash tank, let down facility, and users.

에너지 네트워크 내의 에너지 요구량을 만족하면서 전체 에너지 원단위를 감소시키기 위하여 에너지 네트워크의 효율적인 관리가 필요하였다. 에너지 원단위를 감소하기 위해서는 고온 고압의 잠재 에너지가 높은 스팀의 효율적인 사용, 각 에너지 사용의 효율적인 관리, 생산 설비의 효율제고 및 스팀의 최적 분배 등 다양한 방법이 적용되어야 한다.Efficient management of the energy network was needed to meet the energy demand in the energy network and reduce the overall energy intensity. To reduce energy intensity, various methods should be applied such as efficient use of high-temperature high-pressure steam with high potential energy, efficient management of each energy use, improvement of efficiency of production equipment, and optimum distribution of steam.

이러한 에너지 네트워크의 효율적인 관리를 위해서는 에너지 생산, 소비 및 손실의 정확한 계산과 운전 조건 혹은 설비 변화에 따른 에너지 생산 혹은 분배의 모사, 그리고 최소 원단위를 위한 최적화 기술이 필요하나, 이와 같이, 최소 원단위를 위한 최적화 기술을 적용하기 위해서는 시스템 구성이나 변경 및 유지보수가 매우 어려운 문제점이 있었다.
Effective management of these energy networks requires precise calculation of energy production, consumption and loss, simulation of energy production or distribution due to changes in operating conditions or equipment, and optimization techniques for minimum unit costs. In this way, In order to apply the optimization technique, there is a problem that system configuration, change and maintenance are very difficult.

한국공개특허번호 10-2011-0035006(2011.04.06)Korean Published Patent No. 10-2011-0035006 (April 4, 2011)

지능형 빌딩의 최적화 에너지 관리 시스템 알고리즘 구현에 대한 연구(2012)Intelligent Building Optimization Energy Management System Algorithm Implementation (2012)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 에너지 네트워크에서 에너지 생산과 소비의 정확한 연산을 위하여 Data reconciliation에 기반한 에너지 밸런스를 수행할 수 있고, 에너지 밸런스가 실행될 경우 에너지 네트워크의 변경에 따른 신규 운전 조건을 Simulation할 수 있으며, 이를 통해서 새로운 운전 조건의 에너지 생산 및 분배 변화를 예측하면서 에너지 네트워크의 원단위 최적화가 각 생산 및 외부 연계 에너지의 원단위와 동력 설비의 분배에 따른 전력 혹은 동력의 생산과 에너지 분배에 따른 효과 등을 고려하여 최적의 운전조건을 구할 수 있는 에너지 네트워크 최적화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been conceived to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide an energy management system capable of performing energy balance based on data reconciliation for accurate calculation of energy production and consumption in an energy network, , It is possible to simulate the new operation conditions according to the change of the energy production and the distribution change of the new operation condition, and the energy optimization of the energy network can be performed by using the power of each production and external link energy, It is an object of the present invention to provide an energy network optimization system capable of obtaining optimum operating conditions in consideration of the effects of power generation and energy distribution.

본 발명의 일실시 예에 따라 비주얼 모델링(Visual modeling) 환경에서 에너지 네트워크를 구성하고, 이를 이용하여 에너지 밸런스, 시뮬레이션 및 운전 원단위가 최소가 되도록 수행하는 에너지 네트워크 시스템에 있어서,
에너지 소비량에 적합하도록 에너지 밸런스를 수행하고, 운전 원단위가 최소가 되도록 수행하기 위한 내부 변수 관리, 스크립트 계산을 하고, 정보를 관리하는 ENeTOpt메인모듈(111)과 에너지 네트워크의 에너지 밸런스와 전체 운전 원단위의 최소에 필요한 엔탈피, 에너지 밸런스, 전체 운전 원단위를 연산하는 연산모듈(121)을 포함하는 ENeTOpt부(110)와; ENeTOpt부에 연결되어 사용자 인터페이스(UI)를 제공하면서 다이어그램 디자인 기능을 제공하는 Visio부(130)와; ENeTOpt부로부터 엔탈피, 에너지 밸런스, 전체 운전 원단위를 최소화하기 위한 데이터를 제공받아 저장하면서 모니터링하는 RDB부(관계형 데이터베이스;150)와; 적어도 하나 이상의 장비에 인터페이스를 제공하는 RTDB부(실시간 데이터베이스;170); 및 ENeTOpt부(110)를 RTDB부(170)와 연결시키는 중계 역할을 하는 Data Access Interface부(데이터 연계 인터페이스;190);를 포함하고,
ENeTOpt메인모듈(111)은 Visio부, RDB부, RTDB부 및 Data Access Interface부와 연결되어 각각의 구성요소의 정보를 관리하면서 제어하는
Module Manager(모듈 관리자;113)와; 미리 설정되어 지정된 주기에 따라 정기적으로 네트워크의 에너지 밸런스와 전체 운전 원단위가 최소가 되도록 수행하는 Automation(자동화;115) 및 RTDB의 인터페이스(interface), 내부 변수 관리, 스크립트를 연산하여 제어하는 Variable Handler(117);를 포함하고,
연산모듈(121)은 엔탈피를 연산하는 Steam Table(스팀 테이블;123)과; 에너지 밸런스를 연산하는 QP Solver(이차계획법;125); 및 전체 운전 원단위가 최소가 되도록 연산하는 MILP Solver(혼합정수 선형계획법;127);를 포함하며,
ENeTOpt부(110)는 끌어놓기(Drag-and-drop) 방식의 비주얼 모델링을 이용한 에너지 네트워크를 다층 구조로 작성하고, 에너지 네트워크는 내부적으로 에너지 밸런스와 운전 원단위가 최소가 되도록 데이터가 생성되며, ENeTOpt 디자인 화면에 ENeTOpt의 각 기능을 실행하는 ENeTOpt Toolbar(a), 에너지 네트워크를 구성하는 요소를 이미지로 구성하는 ENeTOpt Shape(b)을 포함하되,
ENeTOpt Toolbar(a)는, ENeTOpt 버전을 표시하는 ENeTOpt Version(버전)와, 현재 프로젝트의 데이터 인터페이스를 연결하고 관리하는 Interface Parameter(인터페이스 파라미터)와, SQL 데이터베이스(Database) 연결 정보 및 속성 관리하는 Database Parameter(데이터베이스 파라미터)와, 전체 에너지 밸런스를 연산하는 Calculate Total Balance와, Layer 단위로 에너지 밸런스를 연산하는 Calculate Total Balance by layer와, 사용자가 원하는 설비의 신규 운전 조건을 입력하여 시뮬레이션(Simulation)을 수행하는 Calculate Simulated Balance와, 계층단위(Layer 단위)로 시뮬레이션(Simulation)을 수행하는 Calculate Simulated Balance by layer와, 현재의 설비 구성과 정보 및 입력된 제한 조건 하에서 운전 원단위가 최소가 되도록 수행하는 Optimize(최적화)와, 사용자가 정한 주기(frequency)에 따라 에너지 밸런스 및 운전 원단위가 최소가 되도록 수행하는 Automation과, 에너지 밸런스 결과 값이 유량의 변화폭에 비례하도록 유량(Flow)의 표준편차를 구하고, 구해진 표준편차를 이용하여 유량의 가중값(Weight값)을 조정하는 Standard Deviation Manager와, ENeTOpt에서 사용되는 변수를 엑셀(Excel) 형태로 가져오기(Import) 및 내보내기(Export) 기능으로 관리하는 Variable Manager와, ENeTOpt에서 사용되는 모든 태그(tag)를 관리하는 Tag Manager(태그 관리자)와, ENeTOpt의 측정 단위와 각종 파라미터(Parameter)의 기본 값을 설정하는 Default Values와, Data Display 모듈의 값을 갱신하는 Data display와, 선택된 네트워크 구성 요소의 아이콘 속성창을 표시하는 Property Editor(속성 편집기)를 포함하며,
ENeTOpt Shape(b)은, 스팀 또는 응축수 혹은 공급용수(fresh water)의 흐름을 나타내는 플로우(Flow), 에틸렌 분해로[Ethylene Cracking Heater(Furnace)], 추출-응축 터빈(Extraction-Condensing Turbine), 배압터빈(Back pressure type Turbine), 열교환기(Heat exchanger), 압력헤더(Pressure Header), 보일러(Boiler), 외부에서 전기를 공급하여 저온에서 열을 빼앗아 고온에 열을 방출하는 히트펌프(Heat Pump), 열요구량(Heat Demand), 압력헤더(Pressure Header)의 압력을 유지하기 위해서 고압헤더(Higher Pressure Header)로부터 스팀(Steam)의 압력을 낮추어 공급하는 Let Down(감압설비), 유입되는 스팀(Steam) 및 온수(Hot Water)에서 공기를 제거하는 Deaerator(공기분리기), 외부공정에서 스팀 또는 응축수를 연계 수급을 받을 때 사용하는 Import(가져오기), 다른 공정으로 스팀 또는 응축수를 연계 공급할 때 사용하는 Export(내보내기), 2개의 스팀 유량(Steam Flow)을 합치는 Combine(결합기), 스팀 유량(Steam Flow)을 나누는 Split(분리기), 스팀 라인(Steam Line)을 연결하는 Link(연결기), 기타 열 손실이나 알 수 없는 스팀 손실(Steam Loss)에 대한 값을 정의하는 Loss(손실), 특정 설비 혹은 공장을 묶어서 해당 단위에 대한 에너지를 원단위로 연산하고 관리하는 Section, ENeTOpt 작업공간(workspace)에서 특정 태그(Tag)를 모니터링(Monitoring)하는데 사용하는 Data Display(데이타 디스플레이), ENeTOpt를 다층(Multi-Layer)구조로 구성하는 Subprocess;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to an embodiment of the present invention, there is provided an energy network system for constructing an energy network in a visual modeling environment and using the energy network to minimize energy balance, simulation, and operation unit cost,
An ENeTOpt main module 111 for performing internal balance management, script calculation, and information management for performing energy balancing to meet the energy consumption, minimizing the operation unit cost, energy balance of the energy network, An ENeTopt unit 110 including a computation module 121 for computing a minimum required enthalpy, an energy balance, and an overall operating unit; A Visio unit 130 connected to the ENeTopt unit and providing a user interface (UI) and providing a diagram design function; An RDB unit (relational database) 150 for receiving and monitoring data for minimizing enthalpy, energy balance, and overall operation unit load from the ENeTopt unit; An RTDB unit (real-time database) 170 for providing an interface to at least one device; And a data access interface unit (data link interface) 190 serving as a relay for connecting the ENeTopt unit 110 to the RTDB unit 170,
The ENeToPT main module 111 is connected to the Visio part, the RDB part, the RTDB part, and the data access interface part, and controls and manages the information of each component
A module manager (module manager) 113; An Automation (Automation) 115 and an RTDB interface, which performs the energy balancing and the entire operation unit at a minimum in a predetermined period according to a preset cycle, a Variable Handler 117)
The calculation module 121 includes a steam table 123 for calculating enthalpy; A QP solver (secondary programming method) 125 for computing the energy balance; And a MILP Solver (Mixed Integer Linear Programming) 127 for computing the total operating unit cost to be minimum,
The ENeTopt unit 110 creates an energy network using a drag-and-drop visual modeling in a multi-layered structure. Data is generated such that the energy balance and the operation unit are internally minimized, and the ENeTOpt The ENeTOpt Toolbar (a), which executes each function of ENeTOpt on the design screen, and the ENeTOpt Shape (b), which constitutes an element constituting the energy network,
The ENeTOpt Toolbar (a) consists of an ENeTOpt Version that displays the ENeTOpt version, an Interface Parameter that links and manages the data interface of the current project, a Database Parameter that manages SQL database connection information and attributes, (Database parameter), Calculate Total Balance to calculate the total energy balance, Calculate Total Balance by layer to calculate energy balance in units of layers, and Simulation by inputting the new operation condition of the equipment desired by the user Calculate Simulated Balance and Calculate Simulated Balance by layer to perform simulation in hierarchical unit (Layer unit), Optimize (Optimize) to perform minimum unit of operation under the current facility configuration and information and input constraint, And an energy balance and a driving unit level according to a frequency determined by the user Standard Deviation Manager that adjusts the weight of the flow using the standard deviation obtained by obtaining the standard deviation of the flow so that the energy balance result value is proportional to the variation range of the flow rate, Variable Manager that manages variables used in ENeTOpt by Import and Export functions in Excel, Tag Manager which manages all tags used in ENeTOpt, Default values that set the unit of measure and various parameters of ENeTopt, Data display to update the value of Data Display module, and Property Editor to display icon property window of selected network component. ≪ / RTI &
The ENeTopt Shape (b) is a flow that represents the flow of steam or condensate or fresh water, an Ethylene Cracking Heater (Furnace), an Extraction-Condensing Turbine, A heat pump that discharges heat at a low temperature by supplying electricity from the outside and discharges heat to a high temperature; a back pressure type turbine; a heat exchanger; a pressure header; a boiler; , Heat demand (Heat Demand), Let Down (Decompression facility) to supply the pressure of the steam from the Higher Pressure Header to maintain the pressure of the Pressure Header, Steam ) And Deaerator (air separator) which removes air from hot water, Import which is used to receive steam or condensate from external process, and steam or condensate to be connected with other process Export ), Combine to combine two steam flows (Steam Flow), Split to split Steam Flow (Steam Flow), Link to connect steam line (Steam Line) Loss, which defines a value for a steam loss that can not be done. Section, which calculates and manages the energy for a specific unit or plant unit by unit. ENeTOpt In a workspace, (Data Display) used for monitoring a plurality of devices, and a subprocess for configuring an ENeToTt in a multi-layer structure.

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본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크 최적화 시스템은 에너지 네트워크에서 에너지 생산과 소비의 정확한 연산을 위하여 Data reconciliation에 기반한 에너지 밸런스를 수행할 수 있고, 에너지 밸런스가 실행될 경우 에너지 네트워크의 변경에 따른 신규 운전 조건을 Simulation할 수 있으며, 이를 통해서 새로운 운전 조건의 에너지 생산 및 분배 변화를 예측하면서 에너지 네트워크의 원단위 최적화가 각 생산 및 외부 연계 에너지의 원단위와 동력 설비의 분배에 따른 전력 혹은 동력의 생산과 에너지 분배에 따른 효과 등을 고려하여 최적의 운전조건을 구할 수 있어 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The energy network optimization system according to an embodiment of the present invention can perform energy balance based on data reconciliation for accurate calculation of energy production and consumption in an energy network, and can perform a new operation And it can predict the energy production and distribution change of the new operating condition through this, and the unitary optimization of the energy network can be used for the production of power or power according to the unit of each production and external link energy, It is possible to obtain an optimum operating condition in consideration of the effects of the above-mentioned problems.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크 최적화 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크 최적화 시스템의 간략한 흐름도.
도 3 내지 도 53d는 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크 최적화 시스템의 자세한 흐름도.
1 is a configuration diagram of an energy network optimization system according to an embodiment of the present invention;
2 is a simplified flow diagram of an energy network optimization system in accordance with an embodiment of the present invention.
Figures 3 to 53d are detailed flowcharts of an energy network optimization system according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, with reference to the parts necessary for understanding the operation and operation according to the present invention.

도 1 내지 도 53d를 살펴보면, 본 발명의 일실시 예에 따라 비주얼 모델링 (Visual modeling) 환경에서 에너지 네트워크를 구성하고, 이를 이용하여 에너지 밸런스, 시뮬레이션 및 최적화를 수행하는 에너지 네트워크 최적화 시스템(100)은 ENeTOpt부(110), Visio부(130), RDB부(150), RTDB부(170) 및 Data Access Interface부(190)를 포함하여 구성된다.1 to FIG. 53d, an energy network optimization system 100 for constructing an energy network in a visual modeling environment and performing energy balance, simulation, and optimization using the energy network according to an embodiment of the present invention And includes an ENeTopt unit 110, a Visio unit 130, an RDB unit 150, an RTDB unit 170, and a data access interface unit 190.

ENeTOpt부(110)는 에너지 밸런스와 최적화를 수행하면서 내부 변수 관리, 스크립트 계산을 하고, 정보를 관리하는 ENeTOpt메인모듈(111)과 엔탈피, 에너지 밸런스, 최적화를 연산하는 연산모듈(121)을 포함한다. 이때 ENeTOpt메인모듈(111)은 Module Manager(113), Automation(115) 및 Variable Handler(117)를 포함하고, 연산모듈(121)은 Steam Table(123), QP Solver(125) 및 MILP Solver(127)를 포함하여 구성된다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.The ENeTopt unit 110 includes an ENeTop main module 111 for performing internal variable management, script computation, and information management while performing energy balance and optimization, and a computation module 121 for computing enthalpy, energy balance, and optimization . The operation module 121 includes a Steam Table 123, a QP Solver 125, and a MILP Solver 127. The Steam Table 123 includes a Module Manager 113, an Automation 115, and a Variable Handler 117. [ ). A detailed description thereof will be described later.

Visio부(130)는 ENeTOpt부(110)에 연결되어 사용자 UI를 제공하면서 다이어그램 디자인 기능을 제공한다. 이러한 Visio부(130)는 사용자가 편리하게 ENeTOpt부(110)를 이용할 수 있도록 사용자 UI와 다이어그램 디자인 기능을 제공할 수 있다.The Visio unit 130 is connected to the ENeTopt unit 110 to provide a UI to provide a diagram design function. The Visio unit 130 can provide a user UI and a diagram design function so that the user can conveniently use the ENeTopt unit 110. [

RDB부(150)는 ENeTOpt부(110)로부터 엔탈피, 에너지 밸런스, 최적화에 대한 데이터를 제공받아 저장하면서 모니터링한다. 이러한 RDB부(150)는 에너지 밸런스와 최적화를 하기 위해서 연산된 데이터인 엔탈피, 에너지 밸런스, 최적화에 대한 데이터를 제공받아 실시간으로 저장하면서 모니터링할 수 있다. 이때 엔탈피, 에너지 밸런스, 최적화에 대한 데이터는 날짜별, 시간별, 장소별 등등으로 분류하면서 저장하되, 이벤트화하여 저장할 수도 있다.The RDB unit 150 receives enthalpy, energy balance, and optimization data from the ENeTopt unit 110, and monitors and stores the data. The RDB unit 150 receives data on enthalpy, energy balance, and optimization, which are calculated data, in order to optimize the energy balance and can monitor and store the data in real time. At this time, data on enthalpy, energy balance, and optimization can be stored by classifying by date, time, place, and so on, but they can be stored as events.

RTDB부(170)는 적어도 하나 이상의 장비에 인터페이스를 제공한다. 이러한 RTDB부는 복수 개의 장비와 실질적으로 연결되며, 실제로 연결된 장비에 대한 인터페이스를 제공할 수 있다.The RTDB unit 170 provides an interface to at least one or more devices. The RTDB unit is substantially connected to a plurality of devices and can provide an interface to the devices actually connected.

Data Access Interface부(190)는 ENeTOpt부(110)를 RTDB부(170)와 연결시키는 중계 역할을 한다. 즉, Data Access Interface부(190)는 ENeTOpt부(110)와 RTDB부(170) 사이에 배치되어 RTDB Access requests하거나 read runtime data, write calculation results할 수 있다.The data access interface unit 190 serves as a relay for connecting the ENeTopt unit 110 to the RTDB unit 170. That is, the data access interface unit 190 is disposed between the ENeTopt unit 110 and the RTDB unit 170 and can perform RTDB access requests, read runtime data, and write calculation results.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크 최적화 시스템(100)은 ENeTOpt부(110), Visio부(130), RDB부(150), RTDB부(170) 및 Data Access Interface부(190)로 구성되어 에너지 네트워크를 용이하게 구성하는 동시에 에너지 밸런스, 시뮬레이션 및 최적화를 효율적으로 수행할 수 있다.The energy network optimization system 100 according to an embodiment of the present invention includes an ENeTOpt unit 110, a Visio unit 130, an RDB unit 150, an RTDB unit 170, (190), which can easily constitute an energy network, and efficiently perform energy balance, simulation, and optimization.

여기서 ENeTOpt메인모듈(111)은 Module Manager(113), Automation(115) 및 Variable Handler(117)를 포함하고, 연산모듈(121)은 Steam Table(123), QP Solver(125) 및 MILP Solver(127)를 포함하여 구성된다.The ENE module main module 111 includes a module manager 113, an automation 115 and a variable handler 117. The operation module 121 includes a steam table 123, a QP solver 125, and a MILP solver 127 ).

즉, ENeTOpt메인모듈(111)에서 Module Manager(113)은 Visio부(130), RDB부(150), RTDB부(170) 및 Data Access Interface부(190)와 연결되어 정보를 관리하면서 제어한다. 이러한 Module Manager(113)는 ENeTOpt부(110)에 배치되어 에너지 네트워크 최적화 시스템(100)을 구성하는 각각의 구성요소의 정보를 관리할 수 있다.That is, the module manager 113 in the ENeTop main module 111 is connected to the Visio module 130, the RDB module 150, the RTDB module 170, and the data access interface module 190 to control and manage information. The module manager 113 may be disposed in the ENeTopt unit 110 to manage information of each component constituting the energy network optimization system 100.

Automation(115)은 미리 설정되어 지정된 주기에 따라 정기적으로 네트워크의 에너지 밸런스와 최적화를 수행할 수 있다. 이러한 Automation(115)은 네트워크의 에너지 밸런스와 최적화를 수행할 수 있는 주기를 환경에 따라 다르게 설정할 수 있으며, 이와 같이 주기가 설정되면 정기적으로 제공되는 정보를 연산하여 네트워크의 에너지 밸런스와 최적화를 자동으로 수행할 수 있다.The automation 115 may preset and periodically perform energy balancing and optimization of the network according to a specified period. Such an automation 115 can set the energy balance of the network and the period for performing the optimization differently according to the environment. When the period is set, the energy balance and optimization of the network are automatically calculated by calculating the information provided regularly Can be performed.

Variable Handler(117)는 RTDB의 interface, 내부 변수 관리, 스크립트를 연산하여 제어할 수 있다.Variable Handler 117 can control RTDB interface, internal variable management, and script.

여기서 연산모듈(121)은 Steam Table(123), QP Solver(125) 및 MILP Solver(127)를 포함하고, Steam Table(123)은 엔탈피를 연산할 수 있고, QP Solver(125)는 에너지 밸런스를 연산할 수 있고, MILP Solver(127)는 최적화를 연산할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 동작설명을 하면서 하기로 한다.The calculation module 121 includes a steam table 123, a QP solver 125 and a MILP solver 127. The steam table 123 can calculate enthalpy and the QP solver 125 calculates the energy balance And the MILP Solver 127 can compute the optimization. A detailed description thereof will be given while describing the operation.

지금까지 설명한 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크 최적화 시스템의 동작은 다음과 같다.The operation of the energy network optimization system according to an embodiment of the present invention described above is as follows.

도 2를 살펴보면, 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크 최적화 시스템의 동작을 간략하게 나타낸 것이다. Referring to FIG. 2, the operation of the energy network optimization system according to an embodiment of the present invention is briefly shown.

ENeTOpt부(110)는 비주얼 모델링 환경에서 에너지 네트워크를 구성할 수 있다. 이와 같이, ENeTOpt부(110)가 비주얼 모델링 환경에서 에너지 네트워크를 구성하면, 이를 이용하여 에너지 밸런스, 시뮬레이션 및 최적화를 수행할 수 있는 프로그램이다.The ENeTopt unit 110 can configure the energy network in a visual modeling environment. As described above, when the ENeTopt unit 110 configures an energy network in a visual modeling environment, it is a program that can perform energy balance, simulation, and optimization using the energy network.

먼저, ENeTOpt부(110)는 Drag-and-drop 방식의 비주얼 모델링을 이용한 에너지 네트워크를 구성한다(S111). Material Balance(S112), 에너지 밸런스(S113), 시뮬레이션(S114) 및 최적화(S115) 순으로 진행될 수 있다. 여기서 에너지 밸런스는 에너지 네트워크 각 flow의 enthalpy, entropy, saturated, properties, humidity, issentropic relations과 연계될 수 있고, 시뮬레이션은 에너지 네트워크 각 설비별 모델과 연계되어 설비의 효율을 개선할 수 있다.First, the ENeTopt unit 110 configures an energy network using Drag-and-drop visual modeling (S111). The material balance (S112), the energy balance (S113), the simulation (S114), and the optimization (S115). Here, the energy balance can be associated with enthalpy, entropy, saturation, properties, humidity, and issentropic relations of each flow of the energy network, and the simulation can be associated with each energy network model to improve the efficiency of the plant.

즉, ENeTOpt부(110)는 VISIO를 기반으로 각 에너지 네트워크 구성요소를 스텐실에 구성하고 이를 drag-and-drop 형태로 디자인 화면에 에너지 네트워크를 구성할 수 있다. 여기서 에너지 네트워크는 multi-layer로 구성할 수 있기 때문에 전체 공정의 Overview와 각 단위 공장을 다층 구조로 작성할 수 있다.That is, the ENeTopt unit 110 configures each energy network component in a stencil based on the VISIO, and configures the energy network in the form of a drag-and-drop design screen. Here, since the energy network can be configured as a multi-layer, an overview of the whole process and each unit factory can be created in a multi-layer structure.

또한, 디자인 화면에 구성된 에너지 네트워크는 내부적으로 에너지 밸런스와 최적화를 위한 데이터가 자동으로 생성될 수 있다. 이는 계산 Solver 와 연계되어 Balance 및 최적화를 수행할 수 있다.In addition, the energy network configured on the design screen can internally generate data for energy balancing and optimization automatically. This can be combined with the Calculation Solver to perform balancing and optimization.

이와 같이, ENeTOpt부(110)는 공정 Simulator에서 많이 사용하고 있는 Successive 방법이 아니라 Equation based 이므로 Recycle flow와 같은 경우에도 오차 범위에 수렴하는 반복 계산 없이 한번에 Solution을 구하도록 설계될 수 있다.Since the ENeTopt unit 110 is an Equation based instead of a Successive method, which is often used in a process simulator, it can be designed to obtain a solution at once without repeated calculation converging to an error range even in the case of a recycle flow.

여기서 에너지 밸런스는 Data reconciliation 기술 및 QP(Quadratic Programming)을 활용하여 각 에너지 흐름의 계기 정확도에 따라 Reconciliation 가중치를 설정할 수 있다.Here, the energy balance can be set based on the data reconciliation technique and the QP (Quadratic Programming) to set the reconciliation weight according to the instrument accuracy of each energy flow.

따라서, Reconciliation 가중치는 각 Field value의 분산도에 따라 설정될 수 있으며 이를 위해서 ENeTOpt부(110)는 각 Field value에 대해서 사용자가 정한 기간 동안의 Standard deviation을 계산하여 반영할 수 있다.Therefore, the reconciliation weight can be set according to the variance of each field value. For this, the ENeTopt unit 110 can calculate and reflect the standard deviation for the user-defined period for each field value.

또한, 에너지 네트워크 최적화는 에너지 구성 설비의 On/Off와 같은 Integer 변수를 처리하기 위해서 MILP 엔진을 이용할 수 있다.Energy network optimizations can also use the MILP engine to handle integer variables such as On / Off of the energy configuration facility.

게다가 다층 구조로 작성된 에너지 네트워크는 각 layer 별로 혹은 전체 에너지 밸런스와 최적화를 수행할 수 있다. 에너지 네트워크 전체 공정 혹은 각 Layer 별 단위 공정의 에너지 원단위로 연산할 수 있으며 사용자가 특정 공정 부위의 Boundary를 설정하여 에너지 원단위로 연산할 수 있다. 이에 따라, 에너지 밸런스 계산시 주요 설비의 효율이 계산될 수 있다. In addition, a multi-layered energy network can perform energy balancing and optimization for each layer or for the entire energy. It can be operated with the energy intensity of whole process of the energy network or each unit process of each layer, and user can set the boundary of specific process site and calculate it as energy intensity. Accordingly, the efficiency of the main equipment can be calculated in the energy balance calculation.

도 3 내지 도 55r을 살펴보면, 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 네트워크 최적화 시스템의 동작을 순서대로 나타낸 것이다.3 to 55r, the operation of the energy network optimization system according to an embodiment of the present invention is shown in order.

먼저, ENeTOpt부는 ENeTOpt디자인 화면이 도 3에 도시된 바와 같이 ENeTOpt Toolbar(a), ENeTOpt Shape(b) 및 Sub process Tab(c)을 포함할 수 있다. 여기서 ENeTOpt Toolbar(a)는 ENeTOpt의 각 기능을 실행하며, ENeTOpt Shape(b)는 에너지 네트워크를 구성하는 설비요소로 구성된다. Sub process tab(c)은 multi-layer 구성 시 Sub process network 화면일 수 있다.First, the ENeTopt part may include an ENeTopt toolbar (a), an ENeTopt Shape (b), and a Sub process tab (c) as shown in FIG. Here, ENeTOpt Toolbar (a) executes each function of ENeTOpt, and ENeTOpt Shape (b) consists of equipment elements constituting energy network. Sub process tab (c) can be a sub process network screen in multi-layer configuration.

ENeTOpt Toolbar(a)는 도 4에 도시된 바와 같이, 아이콘에 대한 구성, 아이콘에 대한 명칭 및 아이콘에 대한 기능으로 형성될 수 있다.The ENeTopt Toolbar (a) can be formed as a function for the icon configuration, the icon name, and the icon, as shown in FIG.

ENeTOpt Version은 ENeTOpt 버전을 표시할 수 있고, Interface Parameter는 OPC, PHD 등의 RTDB data Interface 구성 및 관리할 수 있고, Database Parameter는 SQL Database 연결 정보 관리할 수 있고, Calculate Total Balance는 전체 에너지 네트워크 에너지 밸런스를 연산할 수 있고, Calculate Total Balance by layer는 Layer 단위로 에너지 밸런스를 연산할 수 있다.ENETOpt Version can display ENeTOpt version, Interface Parameter can configure and manage RTDB data interface such as OPC, PHD, Database Parameter can manage SQL Database connection information, and Calculate Total Balance can manage total energy network balance And Calculate Total Balance by layer can calculate the energy balance in units of layers.

또한, Calculate Simulated Balance는 Simulation을 수행할 수 있고, Calculate Simulated Balance by layer는 Layer 단위로 Simulation을 수행할 수 있다.In addition, Calculate Simulated Balance can perform simulation, and Calculate Simulated Balance by layer can perform simulation in layer unit.

또한, Optimize는 에너지 네트워크를 최적화할 수 있고, Automation는 사용자가 정한 주기(frequency)에 따라 field data read/write, Balance 및 최적화를 자동으로 수행할 수 있다.In addition, Optimize can optimize the energy network, and Automation can automatically perform field data read / write, balancing and optimization according to the user-defined frequency.

또한, Standard Deviation Manager는 각 Flow의 Standard Deviation을 연산 및 관리할 수 있고, Variable Manager는 ENeTOpt에서 사용되는 변수의 정의 및 관리할 수 있고, Tag Manager는 ENeTOpt에서 사용되는 모든 tag를 관리할 수 있다.In addition, Standard Deviation Manager can calculate and manage standard deviations of each flow, Variable Manager can define and manage variables used in ENeTOpt, and Tag Manager can manage all tags used in ENeTOpt.

Default Values는 ENeTOpt의 측정 단위와 각종 Parameter의 기본 값을 설정할 수 있고, Data display는 Data Display 모듈의 값을 갱신하며, Property Editor는 선택된 셰이프의 속성창을 표시할 수 있다. The default values can be set to the unit of measurement of the ENeTopt and the default values of various parameters, the data display updates the values of the Data Display module, and the Property Editor can display the properties window of the selected shape.

도 5를 살펴보면, Interface Parameter에서는 현재 프로젝트의 데이터 인터페이스를 연결하여 구성하는 것을 확인할 수 있을 뿐만 아니라 수정도 할 수 있다. 이때, Interface Parameter는 다중 Interface과 연결(OPC, PHD, CIM-IO, PI 등)할 수 있다.Referring to FIG. 5, in the interface parameter, not only can it be confirmed that the data interface of the current project is connected and modified, but also can be modified. At this time, Interface Parameter can connect with multiple interfaces (OPC, PHD, CIM-IO, PI, etc.).

또한, Database Parameter에서는 도 6에 도시된 바와 같이, SQL Database에 대한 연결 여부 및 속성을 정의할 수 있다. 이때, SQL Server의 연결계정 정보가 입력되면 하단의 register Balance/Optimize Value to DB가 활성화되면서 Balance와 Optimize 결과가 SQL Database에 저장될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6, connection parameters and attributes for the SQL database can be defined in the database parameter. At this time, when the connection account information of SQL Server is input, Balance and Optimize result can be saved in SQL Database while register balance / Optimize Value to DB at the bottom is activated.

또한, Calculate Total Balance에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 현재의 설비 구성을 바탕으로 Balance 수행에 필요한 최소값, 최대값, Data reconciliation weight parameter, Fault gauge여부의 제한조건을 설정할 수 있고, 구성된 에너지 네트워크의 에너지 밸런스를 연산할 수 있다. 결과는 별도의 Excel 파일로 저장할 수 있다.In the Calculate Total Balance, as shown in FIG. 7, it is possible to set a minimum value, a maximum value, a data reconciliation weight parameter, and a restriction condition for whether or not a fault gauge is required based on the current facility configuration. The energy balance can be calculated. The results can be saved as a separate Excel file.

이때 Calculate Total Balance by layer는 기능이 Calculate Total Balance와 실질적으로 동일하나 Balance 대상은 각 Layer 별로 Balance를 수행하는 점이 다르다. 이에 따라, Calculate Total Balance by layer가 Balance를 수행하는 순서는 Overview balance 수행 후 각 Sub Process의 Balance를 수행할 수 있다.At this time, Calculate Total Balance by layer function is substantially the same as Calculate Total Balance, but Balance object is different in that balancing is performed for each layer. Accordingly, the order in which the Calculate Total Balance by layer performs balancing can perform the Balance of each Sub Process after performing the Overview Balance.

도 8에 도시된 바와 같이, Optimize에서는 현재의 설비 구성과 정보 및 입력된 제한 조건 하에서 전체 운전 원단위가 최소가 되도록 최적화를 수행할 수 있다. As shown in Fig. 8, Optimize can perform optimization such that the total operating unit cost is minimized under the current facility configuration and information and input limit conditions.

이때 Calculate Simulation Balance는 Total Balance와 기능은 실질적으로 동일하지만 현재 Field의 값이 아닌 현재 설비 구성에서 사용자가 원하는 설비의 신규 운전 조건을 입력하여 Simulation을 수행할 수 있고, Calculate Simulation Balance by Layer는 Calculate Simulation Balance와 실질적으로 같으면서 각 Layer별로 연산을 수행할 수 있다.At this time, Calculate Simulation Balance is able to perform simulation by inputting new operation condition of the equipment desired by the user in the present equipment configuration, not the value of the current field, but the function of Total Balance is substantially the same. Calculate Simulation Balance by Layer is calculated by Calculate Simulation You can perform operations on each layer while being substantially equal to the balance.

또한, 도 9에 도시된 바와 같이, Automation에서는 Data Sampling Rate, Balancing 및 Optimization을 일정 Frequency로 자동으로 수행이 하도록 설정이 가능하며 원하는 Frequency를 선택 후 Start되면 자동으로 수행될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 9, in Automation, it is possible to set the data sampling rate, balancing, and optimization to be performed automatically at a predetermined frequency, and can be automatically performed when a desired frequency is selected and then started.

이때, 각 Field value의 Standard deviation은 도 10에 도시된 바와 같이, Balance 수행 시 Data reconciliation weight parameter를 결정하는데 활용될 수 있다.At this time, as shown in FIG. 10, the standard deviation of each field value can be used to determine a data reconciliation weight parameter when balancing is performed.

Standard Deviation은 Balance 결과 값이 해당 유량의 일상적인 변화폭에 비례하도록 해당 Flow의 표준편차를 구할 수 있고, 이와 같이 구해진 표준편차를 이용하여 Weight값을 조정할 수 있다.The Standard Deviation can be used to obtain the standard deviation of the flow so that the Balance result is proportional to the daily variation of the flow, and the Weight can be adjusted using the standard deviation thus obtained.

여기서 지정한 Weight를 w0, 해당 Flow의 표준편차를 s, 새로 조정된 Weight를 w1이라 하면 이들 사이의 관계는 다음 수학식 1과 같다.If the designated weight is w0, the standard deviation of the corresponding flow is s, and the newly adjusted weight is w1, the relationship between them is expressed by Equation 1 below.

Figure 112013034561366-pat00001
Figure 112013034561366-pat00001

이와 같이, 유량의 표준 편차를 이용하여 Weight를 보정해 줌으로서 Balance 값이 기존의 변화폭 내에 포함될 수 있도록 한다In this manner, the balance is corrected using the standard deviation of the flow rate so that the balance value can be included in the existing variation width

variable manager는 도 11a에 도시된 바와 같이, 프로그램 내부에서 사용되는 변수를 정의할 수 있다. 이와 같이 정의된 변수는 이후 에너지 네트워크 구성에 활용될 수 있다. The variable manager can define variables used in the program, as shown in FIG. 11A. These defined variables can then be used in energy network configurations.

즉, 도 11b에 도시된 바와 같이, 설정된 모든 Variable은 Excel 형태로 Import 및 Export 기능이 있어 많은 변수들을 한번에 추가 혹은 변경을 용이할 수 있다.That is, as shown in FIG. 11B, all the set variables have an import and export function in the form of Excel, so that it is possible to easily add or change many variables at once.

여기서 설정된 모든 Variable은 "Excel"의 기능을 이용하여 Excel형태로 디스플레이한 예이며, 이러한 Excel file에서 변수를 추가 변경 삭제한 후 Import하면 ENeTOpt에서 사용되는 변수가 자동으로 UPDATE될 수 있다.All the variables set here are displayed in Excel format using the function of "Excel". If you import and delete variables in the Excel file, the variables used in ENeTOpt can be automatically updated.

Tag Manager는 도 12에 도시된 바와 같이, ENeTOpt부에서 사용되는 모든 RTDB TAG( 유량, 압력, 온도 포함) 목록을 디스플레이할 수 있다.The Tag Manager can display a list of all RTDB TAGs (including flow, pressure, temperature) used in the ENeTopt portion, as shown in FIG.

이때 SCAN TAG 버튼을 누르면 입력된 모든 Tag가 Display되며, export버튼을 누르면 사용된 Tag 목록을 별도의 Excel 파일에 저장할 수 있다.At this time, pressing the SCAN TAG button will display all the entered tags and pressing the export button will save the used tag list in a separate Excel file.

또한, Module과 Module Desc.항목을 이용하여 해당 Tag가 어디에 사용되고 있는지 확인할 수 있다.You can also use Module and Module Desc. To see where the tag is being used.

Default Values는 ENeTOpt부에서 사용되는 측정 단위와 각종 수치의 기본 값들이며, 이러한 기본 값을 변경될 수 있다.The Default Values are the default values of the various units of measure and the units used in the ENeTopt unit, and these default values can be changed.

Default Values는 도 13a에 도시된 바와 같이, Steam의 기본정보에 대한 단위를 정의할 수 있다.The Default Values, as shown in FIG. 13A, can define a unit for the basic information of Steam.

또한, 도 13b에 도시된 바와 같이, Balance와 optimize 수행 시 각 Stream Flow의 최대 유량과 Turbine의 최대 Load를 정의할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 13B, the maximum flow rate of each stream flow and the maximum load of Turbine can be defined when balancing and optimizing are performed.

여기서 Optimization Parameters에는 Optimize를 수행 시 제한조건(Constraint) Margin을 조정할 수 있다.Here you can adjust the Constraint Margin when optimizing.

이때 Error (%)는 도 13c에 도시된 바와 같이, Optimize를 수행 전하기 전 "Fix as Balance Value"를 선택할 경우 입력된 Error(%) 만큼 여유를 두고 Optimize를 수행할 수 있다. Min. Delta의 경우 설정된 Error (%)에 의해 계산된 값이 설정된 Min. Delta 보다 작은 경우 error 값을 Min. Delta로 가지도록 하는 기능이다. 또는 Max. Delta의 경우 Min. Delta와 같은 방식으로 error값의 최대 Delta값이다.In this case, as shown in FIG. 13C, the Error (%) can be optimized by setting the margin of error (%) input when selecting "Fix as Balance Value" before executing Optimize. Min. In the case of Delta, the value calculated by the set Error (%) is set to Min. If it is smaller than Delta, the error value is set to Min. Delta. Or Max. For Delta Min. It is the maximum Delta value of the error value in the same way as Delta.

도 14에 도시된 봐 같이, Data Display Shape를 설정 후 Toolbar의 Data Display 버튼을 누르면 해당 값을 갱신할 수 있다.As shown in FIG. 14, after setting the Data Display Shape, the corresponding value can be updated by pressing the Data Display button on the Toolbar.

ENeTOpt Shape에는 에너지 네트워크를 구성하는 각 설비들이 도 15a에 도시된 바와 같이 구성되어 있으며, drag-and- drop 방식으로 디자인 화면에 에너지 네트워크를 작성할 수 있다.In ENeTOpt Shape, each equipment constituting an energy network is configured as shown in FIG. 15A, and an energy network can be created in a design screen in a drag-and-drop manner.

도 15b을 살펴보면, ENeTOpt부는 Drag & Drop을 이용하여 에너지 네트워크를 구성할 수 있으며, 이때 Flow Shape를 이용하여 각 설비들을 연결해야 한다.Referring to FIG. 15B, the ENeTopt unit can construct an energy network using Drag & Drop, and each facility must be connected using Flow Shape.

도 15c에 도시된 바와 같이, Flow가 연결이 안될 경우 설비의 Connection Point는 빨간색 혹은 파란색으로 채워질 수 있다. 이때 Connection Point의 색이 의미하는 것은 빨간색의 경우 해당 설비에서 밖으로 나가는 Flow라는 의미이며 파란색의 경우 해당 설비로 들어가는 Flow라는 의미일 수 있다.As shown in FIG. 15C, when the flow can not be connected, the connection point of the facility may be filled with red or blue. At this time, the color of the Connection Point means the flow out of the facility in case of red, and the flow in case of blue.

이후 Connection Point에 Flow를 맞게 연결해 주면 연두색으로 바뀌며 연결이 정상적으로 되었음을 알 수 있다. 따라서 사용자는 Connection Point의 색을 보고 연결이 정상적으로 되었는지 파악할 수 있다.If you connect the flow to the connection point, it turns green and you can see that the connection is normal. Therefore, the user can see the color of the connection point and determine whether the connection is normal.

만약 사용자가 Flow를 반대로 연결할 경우, 도 15d와 같이 경고 메시지를 띄워서 사용자에게 Flow가 잘못 연결되었음을 알릴 수 있다.If the user reverses the flow, a warning message is displayed as shown in FIG. 15D to notify the user that the flow is incorrectly connected.

또한, ENeTOpt부에 구성된 각 Shape의 속성은 다음과 같다.In addition, the attributes of each Shape constructed in the ENeTOpt section are as follows.

먼저, 도 16a를 살펴보면, Model Tab은 각 Shape마다 고유의 설정 항목이 있다. First, referring to FIG. 16A, the Model Tab has a setting item unique to each shape.

도 16a에 도시된 바와 같이, 창의 왼쪽 상단에는 해당 Shape의 고유 모듈 이름(ex. HDR0001)과 사용자가 Shape의 이름을 넣을 수 있는 항목으로 구성되어 있으며 중앙 하단에는 Shape와 연결된 Flow의 정보가 나올 수 있다.As shown in FIG. 16A, the upper left corner of the window is composed of a unique module name (eg, HDR0001) of the corresponding Shape and an item that allows the user to input the name of the Shape. In the center lower part, have.

도 16b에 도시된 봐 같이, Flow와 연결가능한 각 Shape는 공통적으로 Balance Tab을 가질 수 있다.As shown in FIG. 16B, each Shape connectable to the Flow can have a Balance Tab in common.

Balance Tab은 도 16b에 도시된 바와 같이 Shape의 모양이 창 가운데에 표시되며 하단에는 Table형대로 Shape에 연결된 Input / Output Flow에 대한 항목을 디스플레이할 수 있다. 이때, Balance버튼을 누르면 해당 설비의 Balance를 수행하여 결과 값을 표시해 줄 수 있다.In the Balance Tab, the shape of the Shape is displayed in the middle of the window as shown in FIG. 16B, and the item about the Input / Output Flow connected to the Shape is displayed in the bottom of the Table. At this time, if you press the Balance button, Balance of the equipment can be performed and the result value can be displayed.

도 17a 내지 17b를 살펴보면, ENeTOpt부는 각 설비의 주요 값들이 Local Value로 입력가능하며 Interface Parameter에서 설정한 RTDB로부터 Field의 값을 직접 Binding 할 수 있다. 이때, Steam의 값 혹은 Tag의 정의는 Flow Shape에서 가능하다. 도 17a 내지 17b에 도시된 Flow Shape의 Source Column을 보면 Steam의 값을 정의하는 방법이 도시되어 있다.Referring to FIGS. 17A and 17B, the ENeTopt part can input the main values of each facility as a local value, and can directly bind the field value from the RTDB set in the interface parameter. At this time, the value of Steam or Tag can be defined in Flow Shape. The Source Column of the Flow Shape shown in FIGS. 17A to 17B shows a method of defining the value of Steam.

이러한 ENeTOpt부는 Steam의 정보를 숫자로 직접 입력할 수 있으며, Field에 계측 장치가 없거나 값의 변화가 없는 경우 또는 Simulation시 용이할 수 있다.This ENeTopt part can directly input Steam information numerically, and it can be easily used when there is no measuring device in the field, no change of value, or in simulation.

또한, DCS의 Tag를 입력하여 일정 Field값을 불러올 수 있다. 이때 Tag값은 사칙연산이 가능하다. Tag값에 +, -, *, / 가 포함되어 있거나 마침표(.)로 끝나는 경우 하나의 Tag가 끝나는 것으로 인식한다. 따라서 Tag에 연산기호나 마침표가 포함될 경우 중괄호[]를 이용하여 Tag를 적어주어 하나의 Tag로 인식하게 할 수 있다. 예를 들어, "TIC-101.PV"라는 Tag가 있을 경우 [TIC-101.PV]라고 입력하게 되면 하나의 Tag로 인식할 수 있다.Also, it is possible to recall the constant field value by inputting the Tag of the DCS. At this time, Tag value can be arithmetic operation. If a Tag value contains +, -, *, / or ends with a period (.), It recognizes that one Tag ends. Therefore, when an operation symbol or a period is included in a tag, the tag can be written using a bracket [] to be recognized as a single tag. For example, if you have a tag named "TIC-101.PV", you can recognize it as a single tag by typing [TIC-101.PV].

또한, Source에는 Tag를 직접 입력하는 방법 외에도 Tag를 이용한 사칙연산을 통해 값을 정의할 수 있다. 예를 들어, 특정설비의 출력값이 입력값의 90%일 경우 input.pv * 0.9 등의 형식이 가능하며 Tag간의 사칙연산도 가능할 수 있다.In addition to the method of directly inputting a Tag in the Source, a value can be defined through arithmetic operation using a Tag. For example, if the output value of a specific facility is 90% of the input value, input.pv * 0.9 can be used, and arithmetic operations between tags can be possible.

즉, TIC102.PV + 3, PIC403.PV * 0.94, FIC205.PV + FIC204.PV 등으로 디스플레이할 수 있다.That is, it can be displayed by TIC102.PV + 3, PIC403.PV * 0.94, FIC205.PV + FIC204.PV, and the like.

또한, Flow는 Steam/ condensate 혹은 fresh water의 흐름을 나타낼 수 있다. 이때 Flow의 속성(Property)은 Model, Tag Assign, DataSheet의 3개 tab으로 구성될 수 있다.Flow can also represent flow of steam / condensate or fresh water. At this time, the properties of Flow can be composed of 3 tabs: Model, Tag Assign, and DataSheet.

Model tab의 Fluid Status에서는 도 17c에 도시된 바와 같이, Steam/condensate의 상태를 결정할 수 있다. 결정된 Steam/Condensate의 상태에 따라 자동으로 Enthalpy, Energy, Saturated Temperature 및 Saturated Pressure가 연산될 수 있다.In the Fluid Status of the Model tab, the state of steam / condensate can be determined as shown in FIG. 17C. Enthalpy, Energy, Saturated Temperature and Saturated Pressure can be calculated automatically according to the determined Steam / Condensate status.

Flow Information Table에서는 도 17d에 도시된 바와 같이, Flow의 물성 값(유량, 온도, 압력)의 설명, Source 및 단위 입력할 수 있다. 이때 단위는 미리 정의되어 있는 값들에서 선택될 수 있다. 또한 입력된 Steam의 정보를 바탕으로 자동으로 Enthalpy, Energy, Saturated Temperature 및 Saturated Pressure가 연산된다. In the Flow Information Table, as shown in FIG. 17D, a description of the physical property value (flow rate, temperature, pressure) of the flow, a source and a unit can be input. Where the unit may be selected from predefined values. In addition, Enthalpy, Energy, Saturated Temperature, and Saturated Pressure are calculated automatically based on the input steam information.

여기서 연산 규칙은 다음과 같다.Here, the calculation rule is as follows.

1. Superheated Steam의 경우 주어진 온도, 압력을 적용하여 Enthalpy를 연산할 수 있다. 1. In the case of Superheated Steam, Enthalpy can be calculated by applying given temperature and pressure.

2. Saturated Steam 및 Condensate의 경우 주어진 온도를 이용하여 Enthalpy 를 연산할 수 있다. 또는, 온도가 주어지지 않은 경우 압력을 적용할 수 있다. 이와 같이, 온도를 이용하여 Enthalpy를 계산하는 경우 Saturated Pressure를 연산할 수 있고, 압력이 이용되는 경우 Saturated Temperature를 연산할 수 있다.2. For Saturated Steam and Condensate, Enthalpy can be calculated using given temperature. Alternatively, pressure can be applied if no temperature is given. Thus, if the temperature is used to calculate the enthalpy, the saturation pressure can be calculated, and if the pressure is used, the saturation temperature can be calculated.

3. Wet vapor가 선택되면 주어진 Wetness에 따라 자동으로 기액 증기혼합물 Enthalpy가 연산될 수 있다.3. When the vapor vapor is selected, the gas-liquid vapor mixture Enthalpy can be calculated automatically according to the given wetness.

도 17e에 도시된 바와 같이, Tag Assign tab에서는 ENeTOpt부에 의해 계산된 결과를 저장할 Tag를 임의로 지정할 수 있다.As shown in FIG. 17E, in the Tag Assign tab, a tag to store the result calculated by the ENeTopt unit can be arbitrarily designated.

에틸렌 분해로[(Ethylene Cracking Heater(Furnace)]에서 Furnace 속성은 도 18a에 도시된 바와 같이 Model, Balance, Cost, DataSheet tab으로 구성될 수 있다.The Furnace property in the Ethylene Cracking Heater (Furnace) can be composed of Model, Balance, Cost, and DataSheet tabs as shown in FIG. 18A.

먼저 Model 속성에서는 Furnace에 연계된 Flow의 정보를 입력할 수 있다.First, in the Model property, you can input the information of the flow associated with Furnace.

Cost tab에서는 도 18b에 도시된 바와 같이, 시동비와 Cost Slope(생성되는 스팀 톤당 투입되는 연료비) 입력하고 최대/최소 스팀 생산량을 설정할 수 있다.In the Cost tab, as shown in FIG. 18B, a start ratio and a cost slope (fuel cost charged per generated steam amount) can be input, and a maximum / minimum steam production amount can be set.

또한, 추출-응축 터빈(Extraction-Condensing Turbine)은 두 가지 Type이 있으며 High Pressure Steam으로부터 전기를 생산하고 일부는 Lower Pressure Steam 및 Condensate로 배출하는 Type과 다른 조건은 동일하고 전기 생산 대신에 동력을 생산하는 Type이 있을 수 있다. 여기서는 전기를 생산하는 형태에 대해 기술하기로 한다. 만약, 전기를 생산하지 않는 경우에는 전기에 대한 정보를 입력하는 항목만 입력하지 않으면 된다.There are two types of Extraction-Condensing Turbine, which produce electricity from High Pressure Steam and some of them are the same as the type that discharges to Lower Pressure Steam and Condensate. There may be a Type. Here, we will describe the form in which electricity is produced. If you do not produce electricity, you do not have to enter the information to input electricity information.

도 19a에 도시된 바와 같이, 추출-응축 터빈(Extraction-Condensing Turbine)은 Model, Balance, Cost, Efficiency, DataSheet tab으로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 19A, the Extraction-Condensing Turbine may be composed of Model, Balance, Cost, Efficiency, and DataSheet tabs.

Cost tab에서는 도 19b에 도시된 바와 같이, 시동비(Start-up Cost), 전기 판매 및 Condensate의 처리단가, 및 최소/최대 전기 생산량의 설정을 할 수 있으며, 각 항목은 수치값 대신 Tag를 지정할 수 있다.In the cost tab, as shown in FIG. 19B, it is possible to set the start-up cost, the price of the electricity sales and the processing cost of the condensate, and the minimum / maximum electricity production amount. .

또한, 최적화를 수행할 때 생성된 전기 생산량을 동일 값을 유지하기를 원하는 경우 Use Constraints와 Use Balanced Output을 선택할 수 있다. 이와 달리 최적화 수행시 어떠한 제한 조건을 두지 않으려면 Use Constraints와 Use Balanced Output을 선택하지 않으면 된다. 즉, Use Constraints와 Use Balanced Output을 빈 공간으로 둘 경우 최적화 수행시 어떠한 제한 조건도 발생되지 않을 수 있다.You can also select Use Constraints and Use Balanced Outputs if you want to keep the same amount of electricity produced during the optimization. On the other hand, if you do not want to place any constraints on the optimization, do not select Use Constraints and Use Balanced Output. In other words, if Use Constraints and Use Balanced Output are left as empty space, no constraint may be generated when performing optimization.

배압터빈(Back pressure type Turbine)는 추출-응축 터빈(Extraction-Condensing Turbine)과 마찬가지로 전기를 생산하는 경우와 전기를 생산하지 않는 경우 두 가지가 있을 수 있으며 본 발명에서는 전기를 생산하는 경우를 설명하기로 한다. 전기 생산하지 않는 경우는 해당 항목을 빈칸으로 두기만 하면되기 때문에 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.There are two types of back pressure type turbine, one for producing electricity and the other for producing no electricity, as in the case of Extraction-Condensing Turbine. In this invention, . In the case of not producing electricity, it is only necessary to leave the item blank, so a description thereof will be omitted.

도 20에 도시된 바와 같이, 배압터빈(Back pressure type Turbine)은 Model, Balance, Cost, Tag, Efficiency, DataSheet tab으로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 20, the back pressure type turbine may be composed of Model, Balance, Cost, Tag, Efficiency, and DataSheet tabs.

Cost tab에서는 시동비(Start-up Cost), 전기 판매단가 및 최소/최대 전기 생산량의 설정이 가능하며 각 항목은 수치 값 대신 Tag를 지정할 수 있다.In the Cost tab, you can set the start-up cost, electricity sales unit price, and minimum / maximum electricity production. Each item can be tagged instead of numerical value.

또한, Multi-stage turbine은 Extraction-Condensing Turbine의 변형으로 MP단이 존재하는 2단 터빈일 수 있다. Also, a multi-stage turbine can be a two-stage turbine with an MP stage as a modification of the Extraction-Condensing Turbine.

열교환기(Heat exchanger)는 스팀과 Condensate가 열 교환하는 경우(Heat Exchanger 1)와, 스팀/Condensate와 Process Fluid가 열 교환되는 경우(Heat exchanger 2) 2가지 경우가 Shape에 구성될 수 있다. Two types of heat exchanger can be configured in the shape of the heat exchanger when the steam and condensate heat exchange and the heat exchanger 2 when the steam / condensate and the process fluid are exchanged.

이러한 열교환기(Heat exchanger)는 도 21a에 도시된 바와 같이, Balance, Tag, Efficiency 및 Datasheet tab으로 구성될 수 있다.Such a heat exchanger may be composed of Balance, Tag, Efficiency and Datasheet tab as shown in FIG. 21A.

Model tab에서는 열 교환기의 Type을 도 21a에 도시된 바와 같이, Heat Exchanger Flow Type에서 Counter Current Flow, Co-Current Flow, 1-2 Multipass Flow, 2-4 Multipass Flow 그리고 Cross Flow Type을 선택할 수 있다. In the Model tab, the type of the heat exchanger can be selected from Counter Current Flow, Co-Current Flow, 1-2 Multipass Flow, 2-4 Multipass Flow and Cross Flow Type in Heat Exchanger Flow Type as shown in FIG.

또한, 열 교환기 Tag tab에서는 Module내에서 계산된 각종 정보를 2차 가공하기 위해 RTDB에 Write하여 운전에 필요한 정보로 활용할 수 있다. 저장할 Tag를 지정할 수 있는 항목들은 다음 도 21b와 같다.In addition, in the heat exchanger Tag tab, various information calculated in the module can be written to the RTDB for secondary processing and utilized as information necessary for operation. Items for which a Tag to be stored can be specified are shown in FIG.

즉, Heat Exchanger Efficiency를 연산하기 위해서는 Data와 결과 Table은 각 Heat Exchanger Type에 따라 다르게 제공될 수 있다.In other words, Data and Result Table can be provided differently for each Heat Exchanger Type in order to calculate Heat Exchanger Efficiency.

또한, 도 22a 내지 22d에 도시된 바와 같이, Efficiency calc. required에서는 열 교환기의 표면적을 입력하고, 나머지 조건은 연결된 Flow로부터 자동으로 디스플레이될 수 있다.Further, as shown in Figs. 22A to 22D, Efficiency calc. required specifies the surface area of the heat exchanger, and the remaining conditions can be displayed automatically from the connected Flow.

즉, Efficiency calculated data에서는 Fouling factor, Heat duty, Corrected LMTD등 현재의 입력된 온도 압력 조건하에 연산된 열 교환기 특성들이 표시된다.That is, in the calculated efficiency data, heat exchanger characteristics calculated under the current input temperature pressure condition such as Fouling factor, heat duty, Corrected LMTD are displayed.

게다가 Efficiency calc. required에서는 열 교환기의 표면적을 입력하게 되고 스팀 SIDE가 아닌 Process Fluid의 온도 압력 유량의 Tag를 입력할 수 있다. 이와 같이, Process Fluid의 온도 압력 유량의 Tag가 입력되면, 도 22d에 도시된 바와 같이, 나머지 조건은 연결된 Stream으로부터 자동으로 디스플레이될 수 있다.Moreover, Efficiency calc. Required is to enter the surface area of the heat exchanger and enter the Tag of the temperature and pressure of the process fluid instead of the steam SIDE. Thus, when the Tag of the temperature and pressure flow rate of the process fluid is input, the remaining conditions can be automatically displayed from the connected stream, as shown in FIG. 22D.

또한, Efficiency calculated data에서는 Fouling factor, Heat duty, Corrected LMTD등 현재의 입력된 온도 압력 조건하의 계산된 열 교환기 특성들이 표시된다.In the calculated efficiency data, calculated heat exchanger characteristics under the current input temperature pressure condition such as Fouling factor, heat duty, Corrected LMTD are displayed.

Gas turbine은 연료를 연소할 때 발생하는 에너지를 이용하여 전기를 생산하고, 고온의 Effluent gas는 열 교환기를 이용하여 폐열을 회수하여 스팀을 생산할 수 있는 설비이다.Gas turbine produces electricity using the energy generated when the fuel is burned, and the high-temperature Effluent gas is a facility that can produce steam by recovering the waste heat using a heat exchanger.

이러한 Gas turbine은 두 가지 Type의 Gas generator가 제공되는 데 폐열을 회수하는 시스템이 두 개가 있는 것과 하나가 있는 경우로 나눠질 수 있다.This gas turbine can be divided into two types of gas generators, one with two waste heat recovery systems and one with one.

Gas turbine은 도 23a 내지 23b에 도시된 바와 같이, Model, Balance, Cost, Tag, Efficiency 및 Datasheet tab으로 구성될 수 있다.The gas turbine can be composed of Model, Balance, Cost, Tag, Efficiency and Datasheet tab as shown in FIGS. 23A to 23B.

여기서 Model tab에서는 Fuel의 유량 Tag를 입력할 수 있다. 이때 단위도 함께 선택할 수 있다. In the Model tab, you can input the flow tag of the fuel. At this time, the units can be selected together.

COST tab에서는 다양한 정보를 입력하는데, Start-up Cost, Fuel price, Fuel heating value 및 전력단가를 입력한 후 Input 열량(Q)와 생산된 전력량(KW)의 운전자료를 근거로 Regression하여 계수 C0와 C1계수를 구할 수 있다.COST tab is used to input various information. After inputting Start-up Cost, Fuel Price, Fuel Heating Value and Power Unit Price, it is regulated based on operation data of input heat quantity (Q) and produced electricity quantity (KW) C1 coefficient can be obtained.

이와 같이, Regression하여 계수 C0와 C1계수를 구해지면, 마지막으로 전력 생산과 투입 열량의 최소와 최대치를 입력할 수 있다.Thus, if the coefficients C0 and C1 coefficients are obtained by regression, finally, the minimum and maximum values of the power generation and the input heat quantity can be input.

도 24에 도시된 바와 같이, Pressure Header는 Model, Balance, DataSheet tab으로 구성될 수 있으며, 입출력 개수에 맞춰 자동으로 In/Out table이 생성될 수 있다.As shown in FIG. 24, the pressure header can be composed of a model, a balance, and a data sheet tab, and an In / Out table can be automatically generated according to the number of input / output.

또한, 도 25a 내지 25b에 도시된 바와 같이, Boiler속성은 Model, Balance, Cost, DataSheet tab으로 구성될 수 있다.25A to 25B, the Boiler attribute may be configured with a Model, Balance, Cost, and DataSheet tabs.

여기서 Model tab에서는 해당 Boiler의 Equipment 명칭을 입력할 수 있다. 이때, 입력된 해당 Boiler의 Equipment 명칭 이외의 나머지 부분은 연결된 Flow Shape에서 입력된 정보가 자동으로 디스플레이될 수 있다.In the Model tab, you can enter the equipment name of the corresponding boiler. At this time, the information input from the connected Flow Shape can be automatically displayed in the remainder of the inputted Boiler's equipment name.

Cost tab에서는 Start-up cost. Fuel price 및 연료의 Heating value, 최대로 생성되는 스팀의 양을 입력할 수 있고, 마지막으로 Efficiency coefficient를 실제 운전 Data를 참조하여 구할 수 있다.Start-up cost in the cost tab. Fuel price and the heating value of the fuel, and the amount of steam generated at the maximum, and finally, the efficiency coefficient can be obtained by referring to the actual operation data.

또한, Heat Pump는 외부에서 전기를 공급하여 저온에서 열을 빼앗아 고온에 열을 방출할 수 있다. 이러한 Heat Pump의 속성은 도 26a 내지 26c와 같이 Model, Balance, Cost, Tag assign, Efficiency, Datasheet tab으로 구성될 수 있다.In addition, the heat pump can supply electricity from the outside, and can absorb heat at a low temperature and emit heat at a high temperature. The attributes of the heat pump can be configured as Model, Balance, Cost, Tag assign, Efficiency, Datasheet tab as shown in Figs. 26A to 26C.

Cost tab에서는 Start-up cost, 전기단가, 최대 최소 스팀생산량, 최대 최소 전기 사용량을 입력할 수 있고, Efficiency tab에서는 Efficiency calc. required 와 Efficiency calculated data로◎구성될 수 있다. 이때 소비되는 전력 Tag를 입력하면 자동으로 COP(성능계수)가 연산될 수 있다.In the Cost tab, you can enter the start-up cost, the electricity cost, the maximum minimum steam production, and the maximum minimum electricity usage. required and Efficiency calculated data. At this time, COP (coefficient of performance) can be calculated automatically by inputting consumed power Tag.

또한, 열요구량(Heat Demand)는 도 27a 내지 27b에 도시된 바와 같이, 열 요구량을 나타내는 Shape이며, 속성은 Model, Balance 및 Datasheet tab으로 구성될 수 있다. Also, the heat demand (Heat Demand) is a Shape representing the heat demand amount as shown in Figs. 27A to 27B, and the attribute may be composed of Model, Balance and Datasheet tabs.

Model tab에서 Heat demand를 입력한 후 Balance tab에서 Balance를 누르면 입력된 Heat demand를 만족하는 Steam/Condensate의 유량을 연산할 수 있다.Enter the heat demand in the Model tab and then press Balance in the Balance tab to calculate the flow rate of the steam / condensate that satisfies the input heat demand.

또한, Let Down(감압설비)은 압력헤더(Pressure Header)의 압력을 유지하기 위해서 고압헤더(Higher Pressure Header)로부터 Steam의 압력을 낮추어 공급할 수 있다. Letdown 입력 또는 출력 부분에 Flow meter가 있는 경우가 많으며, 일반적으로 DMW (Demineralized Water)의 Flow meter가 없는 경우가 많을 수 있다. 이와 같이, DMW Flow meter가 없는 경우 Material & Energy balance를 적용하여 DMW의 유량을 자동으로 예측할 수 있다. In addition, Let Down can be supplied by lowering the pressure of the steam from the Higher Pressure Header to maintain the pressure of the pressure headers. Letdown In many cases, there is a flow meter in the input or output part, and there is often no DMW (Demineralized Water) flow meter. In this way, if the DMW flow meter is not available, the DMW flow rate can be predicted automatically by applying the material & energy balance.

도 28에 도시된 바와 같이, Let Down(감압설비)은 Model, Balance, DataSheet tab으로 구성될 수 있다. DMW Model에 Flow In02 measured와 Flow In02 not measured를 형성할 수 있다.As shown in FIG. 28, Let Down (pressure reduction facility) can be configured by Model, Balance, and DataSheet tabs. Flow In02 measured and Flow In02 not measured can be formed in the DMW Model.

먼저 Flow In02 measured의 경우 Let Down으로 들어오는 In02흐름의 측정 데이터 값이 있는 경우이다. 이때 In02의 Flow 값은 In02로 들어오는 Flow값으로 고정될 수 있다.First, in case of Flow In02 measured, there is measurement data value of In02 flow entering Let Down. At this time, the flow value of In02 can be fixed to the flow value coming in In02.

또는 Flow In02 not measured의 경우 In02 흐름의 측정 데이터 값이 없는 경우이다. 이럴 경우 In02의 Flow 값은 Let Down의 Material 및 Energy balance를 맞추도록 자동 연산될 수 있다.Or Flow In02 not measured, there is no measurement data value of In02 flow. In this case, the flow value of In02 can be automatically calculated so as to match the material and energy balance of Let Down.

또한, Flash Tank는 High pressure condensate의 압력을 낮추어 Lower pressure steam을 생산할 수 있고 나머지는 Condensate로 배출할 수 있다. In addition, the flash tank can produce a lower pressure steam by lowering the pressure of the high pressure condensate, and the remainder can be discharged to the condensate.

이러한 Flash Tank 속성은 도 29에 도시된 바와 같이, Model, Balance, DataSheet로 구성될 수 있다.Such a Flash Tank attribute may be composed of a Model, a Balance, and a DataSheet, as shown in FIG.

여기 Flash Tank의 Flow Measurement Model의 경우 Let Down의 DMW Model과 마찬가지로 All Flow quantity measured를 선택할 경우 Flow값이 측정된 값을 이용할 수 있고, Flow Out01, Out02 not measured를 선택할 경우 Out01과 Out02의 Flow값을 연산할 수 있다.Here, as in the case of the FLOW TANK's Flow Measurement Model, the Flow value can be used when the All Flow quantity measured is selected, and the Flow values of Out01 and Out02 when the Flow Out01 and Out02 not measured are selected. .

또한, Deaerator는 유입되는 Steam 및 Hot Water에서 공기를 제거할 수 있다. 이때 배출공기의 무게는 무시할 수 있다. 이러한 Deaerator는 도 30에 도시된 바와 같이, Model, Balance, DataSheet tab으로 구성될 수 있다.Deaerator can also remove air from incoming steam and hot water. At this time, the weight of the exhaust air can be ignored. As shown in FIG. 30, the Deaerator may be configured with a Model, Balance, and DataSheet tabs.

또한, Import(가져오기)는 다른 사이트에서 Steam/condensate을 연계 수급을 받을 때 사용할 수 있고, Export는 공급할 때 사용할 수 있다. 이러한 Import와 Export는 Input 또는 Output 1개의 Node만 연결할 수 있으며, 도 31에 도시된 바와 같이 Model, Cost, DataSheet Tab으로 구성될 수 있다.In addition, Import can be used to receive Steam / condensate from other sites when receiving the supply and demand, and Export can be used to supply. These imports and exports can be connected to only one input or output node, and can be composed of Model, Cost, and DataSheet Tab as shown in FIG.

또한, Usage는 Steam을 사용할 수 있으나 Plant 즉 User를 의미할 수 있다. Usage can also use Steam, but it can mean Plant or User.

Usage 1은 사용하고 남은 에너지를 다른 설비로 공급할 수 있으며 도 32a와 같이 Model, Balance, Tag Assign, Energy, DataSheet로 구성될 수 있다.Usage 1 can supply remaining energy to other facilities and can be composed of Model, Balance, Tag Assign, Energy and DataSheet as shown in FIG. 32A.

이때 Energy tab에서는 Energy intensity를 연산할 수 있도록 도 32b에 도시된 바와 같이, 수식을 입력하는 항이 있으며 연산 값은 임시 Tag로 받을 수 있다. 예를 들어 수학식 2의 입력이 다음과 같다고 가정할 경우 Calculate 버튼을 누르면 연산값이 디스플레이될 수 있다.In this case, as shown in FIG. 32B, there is a term to input a formula for calculating the energy intensity in the energy tab, and the calculated value can be received as a temporary tag. For example, assuming that the input of Equation 2 is as follows, the calculation value can be displayed by pressing the Calculate button.

Figure 112013034561366-pat00002
Figure 112013034561366-pat00002

Usage 2는 Usage1과 실질적으로 동일하게 Steam을 사용할 수 있고, Plant 즉 User를 의미하지만 공급받은 에너지를 모두 소비할 수 있다는 점이 Usage1과 다를 수 있다.Usage 2 can be different from Usage 1 in that Steam can be used in the same way as Usage 1, meaning Plant or User, but consuming all the supplied energy.

Usage 2는 공급받은 에너지를 모두 소비할 수 있으며, 도 33에 도시된 바와 같이, Model, Balance, Tag Assign, DataSheet로 구성될 수 있다.Usage 2 can consume all the supplied energy and can be composed of Model, Balance, Tag Assign and DataSheet as shown in FIG.

또한, Combine은 도 34a에 도시된 바와 같이, 2개의 Steam Flow를 합치는 역할을 할 수 있고, Split은 나누는 역할을 할 수 있다. 이러한 Combine과 Split은 도 34b에 도시된 바와 같이, Model, Balance, DataSheet의 Tab으로 구성될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 34A, Combine can serve to combine two steam flows, and Split can play a role of dividing. As shown in FIG. 34B, Combine and Split can be composed of Tabs of Model, Balance, and DataSheet.

또한, Link는 도 35a에 도시된 바와 같이, Steam Line을 연결하는데 사용될 수 있다. 이러한 Link에 대한 고유의 기능은 존재하지 않으나 배관의 한 쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지의 에너지 loss 계산시 사용될 수 있다. 이러한 Link는 도 35b에 도시된 바와 같이, Model, Balance, DataSheet tab으로 구성될 수 있다.Also, the Link can be used to connect the steam line, as shown in FIG. 35A. There is no inherent function of this link, but it can be used to calculate the energy loss from one end of the pipe to the other. Such a Link may be composed of a Model, a Balance, and a DataSheet tab as shown in FIG. 35B.

또한, Loss는 Steam Loss에 대한 값을 정의할 때 사용될 수 있다. 즉, 에너지 관련 설비는 효율에 관한 항이 존재하지만 이러한 Loss는 기타 열 손실이나 알 수 없는 Steam Loss에 관한 효과를 적용시 사용될 수 있다.여기서 Loss는 도 36a에 도시된 바와 같이, Model, Cost, DataSheet tab으로 구성될 수 있다. 이때 도 36b에 도시된 바와 같이, Loss의 Cost tab에서는 Loss로 인한 Cost의 Steam/Condensate 단가를 기입할 수 있다.Loss can also be used to define values for Steam Loss. In other words, there are terms related to the efficiency of the energy-related equipment, but such a loss can be used when applying the effect of other heat loss or an unknown steam loss. Here, Loss is a model, a cost, a data sheet tab. At this time, as shown in FIG. 36B, the unit cost of Steam / Condensate of cost due to loss can be written in the cost tab of Loss.

또한, Section은 특정 설비 혹은 공장을 묶어서 해당 단위에 대한 에너지를 원단위로 연산하고 관리하기 위하여 사용할 수 있다. 이러한 Section은 도 37a에 도시된 바와 같이, Model과 DataSheet Tab으로 구성될 수 있다.In addition, a Section can be used to group specific plants or factories and to calculate and manage energy for that unit in a single unit. Such a section may be composed of a Model and a DataSheet Tab, as shown in FIG. 37A.

이때, 도 37b에 도시된 바와 같이, Product Flow에는 에너지 원단위를 보고자 하는 단위(Section)의 제품 Flow의 Tag 또는 값을 입력해 줄 수 있다. Unit에는 해당 Tag(값)의 단위로 입력할 수 있다.At this time, as shown in FIG. 37B, the product flow can input a tag or a value of a product flow of a unit for viewing energy intensity. Unit can be input in units of corresponding Tag (value).

이때 Energy Consumption Equation항목에는 에너지 원단위를 보고자 하는 단위(Section)의 에너지 소비량 연산식을 입력할 수 있다. 여기서 에너지 소비량 계산을 위한 표현식은 도 37c 내지 37d에 도시된 바와 같이, Module/Flow Data Access Format을 참고하여 작성될 수 있다.In this case, the Energy Consumption Equation item can be used to input the energy consumption formula of the unit to view the energy intensity. Here, the expressions for calculating the energy consumption can be prepared by referring to the Module / Flow Data Access Format as shown in FIGS. 37C to 37D.

도 37c에 도시된 FLW0017.ENR + FLW0020.ENR과 같은 경우 Flow 0017번의 현재 에너지(Energy Raw)값과 Flow 0020번의 현재 에너지(Energy Raw)값을 더할 수 있다.In the case of FLW0017.ENR + FLW0020.ENR shown in FIG. 37C, the energy Raw value of Flow 0017 and the Energy Raw value of Flow 0020 can be added.

도 37e에 도시된 바와 같이, Energy Consumption과 Energy Intensity는 다른 Shape와 유사하게 Section에서 연산된 에너지 소비량과 에너지 원단위를 Tag Assign하여 도출된 결과 값을 쓸 수 있다. 여기서 Unit에는 해당 항목의 단위를 적고 Result Tag에는 Assign할 Tag를 입력할 수 있다.As shown in FIG. 37E, Energy Consumption and Energy Intensity can be obtained by tag assigning energy consumption amount and energy intensity calculated in a section similarly to other shapes. Here, you can enter the unit to be assigned to the unit and the tag to assign to the Result Tag.

또한, 도 38a 내지 38b에 도시된 바와 같이, Data Display는 ENeTOpt workspace에서 특정 Tag를 Monitoring하는데 사용될 수 있다. 이때 Toolbar의 Data Display 버튼을 누르면 해당 Tag의 정보를 갱신할 수 있다.Also, as shown in FIGS. 38A to 38B, the Data Display can be used to monitor a specific tag in the ENeTopt workspace. At this time, if you press the Data Display button on the Toolbar, you can update the tag information.

도 38b에 도시된 바와 같이, Data Display는 Model, DataSheet tab으로 구성될 수 있다. 이러한 Model tab의 Source 영역에 Monitoring할 Tag를 입력하고 Read Value를 누르면 값을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 38B, the Data Display can be composed of a Model and a DataSheet tab. You can check the value by typing the tag to monitor in the Source area of the Model tab and clicking Read Value.

또한, Subprocess는 도 39a에 도시된 바와 같이, ENeTOpt를 Multi-Layer구조로 구성할 때 사용될 수 있다. 즉 공급된 Steam이 다시 Complex한 Site로 전달될 때 사용될 수 있다. 이러한 SubProcess는 도 39b에 도시된 바와 같이, Model, DataSheet tab으로 구성될 수 있다. Model tab의 Subprocess Page에 원하는 Page 명을 기입하면 Create button을 눌러 해당 이름으로 새로운 Page가 생성될 수 있다. 이와 같이 새로운 Page가 생성되면 도 39c에 도시된 바와 같이, Inlet Complex와 Outlet Complex Shape가 생성될 수 있다.Subprocesses can be used when constructing ENeTOpt in a multi-layer structure as shown in FIG. 39A. That is, it can be used when the supplied steam is passed back to the complex site. Such SubProcess may be composed of a Model and a DataSheet tab as shown in FIG. 39B. Enter the desired page name in the Subprocess page of the Model tab, and click the Create button to create a new page with that name. When a new page is generated as described above, an Inlet Complex and an Outlet Complex Shape can be generated as shown in FIG. 39C.

여기서 도 39d에 도시된 바와 같이, Inlet/Outlet Complex를 연결시켜 그 사이에 새로운 설비들을 입력하여 별도의 SubProcess를 구성할 수 있다.Here, as shown in FIG. 39D, a separate SubProcess can be constructed by connecting the Inlet / Outlet Complex and inputting new facilities therebetween.

한편 Layer별 Total Balance를 수행하기 위해서는 Parameters탭에 해당 Subprocess의 Internal Parameter를 입력해야 한다. 도 39e에 도시된 바와 같이 숫자나 Tag간의 연산을 통해 정의할 수 있다.In order to perform total balance by layer, internal parameter of corresponding subprocess should be entered in the Parameters tab. As shown in FIG. 39E, through an operation between a number and a tag.

이러한 Steam generation은 Subprocess내에서 스팀을 생성할 수 있다. 게다가 Import는 외부에서 계 내로 스팀 혹은 Demineralized water등이 유입되는 경우이며 Export는 Import와 반대되는 개념이며 Loss는 스팀의 unknown loss이며 Internal usage는 Usage 2에 의한 Internal usage를 의미일 수 있다. 이러한 예로는 Stripper에 스팀이 투입되는 경우가 해당될 수 있다.Such a steam generation can generate steam in a subprocess. In addition, import is the case where steam or demineralized water is introduced into the system from the outside, Export is the opposite concept to the import, loss is the unknown loss of steam, and internal usage can mean internal usage by Usage 2. An example of this is when steam is introduced into the stripper.

또한 Sub process의 Parameter 설정은 각 Layer 별로 에너지 밸런스를 수행할 경우 Material/Energy Balance Boundary로 입력 또는 출력되는 에너지의 양을 고려하여 Balance를 수행할 수 있도록 하기 위함이다. In addition, parameter setting of sub process is to be able to perform balancing considering the amount of energy inputted or outputted by Material / Energy Balance Boundary when energy balance is performed for each layer.

여기서 Source입력란에 각 해당되는 숫자나 Tag를 모두 더하여 입력할 수 있다.Here, you can add all the relevant numbers or tags to the Source field.

다음은 도 39f에 도시된 바와 같이, Energy항목으로 Subprocess의 에너지 소모량 및 에너지 원단위를 연산할 수 있다. 즉, Energy항목은 Energy Consumption 및 Energy Intensity항목으로 구성될 수 있으며 각각의 값을 구하기 위한 Equation Field가 제공될 수 있다. 이러한 Equation에 필요한 수식을 입력한 후 Calculate를 누르면 입력한 식에 의해 값이 연산될 수 있다. 이렇게 연산된 값은 도 39g에 도시된 바와 같이, Tag Assign을 이용하여 RTDB에 값을 Write할 수 있다.Next, as shown in FIG. 39F, the energy consumption and the energy intensity of the subprocess can be calculated using the Energy item. That is, the Energy item can be composed of Energy Consumption and Energy Intensity items, and an Equation field can be provided to obtain each value. After you enter the equation needed for this Equation, you can press Calculate and the value can be calculated by the formula you entered. As shown in FIG. 39G, the value thus calculated can be written to the RTDB using Tag Assign.

또한, Inlet/Outlet Complex는 도 40a 내지 40b에 도시된 바와 같이, SubProcess Page 생성시 자동으로 생성된다. 단독으로는 사용되지 않으며 항상 SubProcess와 함께 사용될 수 있다. 이러한 Inlet/Outlet Complex는 Model, DataSheet tab으로 구성될 수 있다.In addition, the Inlet / Outlet Complex is automatically generated when a SubProcess Page is created, as shown in FIGS. 40A to 40B. It is not used alone and can always be used with SubProcess. These Inlet / Outlet Complexes can be composed of Model and DataSheet tabs.

또한, Text와 Annotation은 도 41에 도시된 바와 같이, 별도의 Property는 가지고 있으나 Project 내에 Comment나 주석이 필요시 사용될 수 있다.In addition, Text and Annotation have separate properties as shown in FIG. 41, but can be used when a comment or annotation is required in the Project.

또한, Efficiency 속성은 에너지 생산 및 사용 관련 설비 Shape에만 존재하며 설비별로 Efficiency Function과 Parameter는 다르지만 실질적으로 동일한 화면 구성을 가질 수 있다. 즉, 효율 계산시에 사용하는 유량은 측정값이 아니라 에너지 밸런스 계산 결과 값을 사용할 수 있다.In addition, the Efficiency attribute exists only in the energy production and use equipment facility, and the efficiency function and the parameter are different for each facility, but it can have substantially the same screen configuration. That is, the flow rate used in the efficiency calculation can use the energy balance calculation result value instead of the measurement value.

이러한 Efficiency tab은 공통으로 다음과 같은 항목을 포함한다.These Efficiency tabs include the following items in common.

- Efficiency Design Value- Efficiency Design Value

- Efficiency Calc Required- Efficiency Calc Required

- Efficiency Calculated Data- Efficiency Calculated Data

게다가, 별도로 Output Measurement, Load Measurement 및 Efficiency Parameter를 입력할 수 있다. 각 항목은 도 42에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.In addition, you can enter Output Measurement, Load Measurement and Efficiency Parameters separately. Each item can be configured as shown in FIG.

또한, Efficiency design value항목은 Equipment의 설계상 효율 입력과 현 운전 상황의 효율을 입력할 수 있다. 이러한 Efficiency design value항목은 도 43에 도시된 바와 같이, Table type으로 구성될 수 있으며, original은 Equipment의 설계상 효율 값이고, Updated는 사용자가 Update한 현 운전 상황의 효율 값일 수 있다. 이와 같이, 구해진 해당 값은 모두 사용자에 의해 수정 가능하며, Efficiency Monitoring의 Graph를 그리기 위한 기준 데이터이다.In addition, the Efficiency design value field can be used to input the efficiency of the equipment and the efficiency of the current operation. Such an Efficiency design value item may be configured as a table type as shown in FIG. 43, where original is an efficiency value of the design of the equipment, and Updated may be an efficiency value of the current operation state updated by the user. Thus, all of the obtained values can be modified by the user and are the reference data for drawing the graph of the Efficiency Monitoring.

또한, Efficiency calc required는 도 44a에 도시된 바와 같이, Efficiency Calc. Parameters항목의 내부 tab으로 구성되며, Efficiency를 연산하기 위한 Field data와 Coefficient를 나타낼 수 있다.As shown in FIG. 44A, the Efficiency calc required is calculated as Efficiency Calc. It consists of internal tabs of Parameters item, and it can display Field data and Coefficient for calculating Efficiency.

여기서 Item의 구성은 도 44b에 도시된 바와 같이, 각 Equipment의 세부 내용을 참조할 수 있다. Value, Unit, tag은 해당 Equipment Shape에 연결된 Flow shape에서 정의된 내용 및 해당 모듈 자체 Parameter 값을 참조할 수 있다. Table의 항목별 data 연동은 도 44b와 같이 구성될 수 있다.Here, the configuration of the Item can refer to the details of each Equipment as shown in FIG. 44B. Value, Unit, and tag can refer to the contents defined in the flow shape connected to the corresponding equipment shape and the parameter value of the corresponding module. Data interworking for each item of the table can be configured as shown in FIG. 44B.

또한, Efficiency calculated Data는 도 45에 도시된 바와 같이, efficiency Calc. Parameters항목의 내부 Tab으로 구성될 수 있으며, Efficiency를 연산하기 위해 선행되어 계산되는 항목이다. Enthalpy 또한 여기서 나타낼 수 있다.As shown in FIG. 45, the efficiency calculated data is calculated as efficiency Calc. It can be composed of internal tab of Parameters item, and it is calculated and calculated to calculate efficiency. Enthalpy can also be shown here.

여기서 Value는 효율 식에서 연산되는 결과이며, Unit와 Tag은 Flow Shape로부터 값을 참조하여 표시할 수 있다.Here, Value is the result calculated from the efficiency expression, and Unit and Tag can refer to the value from Flow Shape.

또한, Efficiency는 도 46에 도시된 바와 같이, Efficiency Calc. Parameters 항목의 내부 Tab으로 구성되며, 현재의 효율을 Monitoring하고 Load에 따른 Efficiency의 설계 값과 실제 값을 비교할 수 있다.46, Efficiency Calc. It is composed of internal Tab of Parameters item. It can monitor the current efficiency and compare the design value with actual value of efficiency according to load.

이때 Graph에서는 Efficiency Design Value 항목에서 정해진 Original과 Updated에 기초한 기준 Graph가 표시되고 현재의 계산된 Efficiency를 표시할 수 있고, Current Load는 해당 Equipment로 유입되는 유량의 값과 연동될 수 있고, Max Load는 Load에 해당하는 유량의 최대값과 연동될 수 있고, Load는 유입되는 유량의 최대값 대비 실제 유량의 값을 %로 나타낼 수 있다. 사용되는 수학식 3은 다음과 같다.At this time, the graph displays the reference graph based on Original and Updated determined in the Efficiency Design Value item, and the current calculated efficiency can be displayed. The Current Load can be linked with the flow rate value flowing into the corresponding equipment, and Max Load Load can be linked to the maximum value of the flow corresponding to the load, and the load can represent the actual flow rate value in% with respect to the maximum value of the incoming flow rate. Equation 3 used is as follows.

Figure 112013034561366-pat00003
Figure 112013034561366-pat00003

Efficiency는 Isentropic efficiency와 Thermal efficiency 모두를 연산할 수 있으며 여기서 Isentropic efficiency는 등 엔로피 팽창시의 엔탈피에 대한 실제 엔탈피의 비율이며 Thermal efficiency는 실제 Input된 엔탈피에 대한 생성되는 전력의 에너지의 비율일 수 있다.Efficiency can be computed for both isentropic efficiency and thermal efficiency, where isentropic efficiency is the ratio of actual enthalpy to enthalpy during expansion of the iso-ene, and thermal efficiency is the ratio of the energy of the generated power to actual input enthalpy have.

Calc button은 Click시에 Efficiency를 연산할 수 있다.The Calc button can calculate the Efficiency when clicked.

또한, 도 47에 도시된 바와 같이, Turbine이 전력을 생산하는 경우에 전력 적산계 Tag, 최대 Load가 시간당 몇 톤이며 Efficiency parameter K(bias)는 어떠한지 입력할 수 있다. 여기서 Bias는 계산된 효율과 실제 효율의 차이이나 보통 Bias는 Zero값을 입력할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 47, when Turbine produces electric power, it is possible to input a power totalizer Tag, a maximum load of several tones per hour, and an efficiency parameter K (bias). Where Bias is the difference between the calculated efficiency and the actual efficiency, or usually Bias can be entered as zero.

지금까지 본 발명의 일실시 예에 따라 ENeTOpt부의 구성을 알아보았으며, 이러한 ENeTOpt부의 구성을 통하여 Steam balance, Simulation 및 최적화를 수행하는 절차를 알아보기로 한다. Up to now, the configuration of the ENeTOpt unit has been described in accordance with an embodiment of the present invention, and a procedure for performing the steam balance, simulation, and optimization through the configuration of the ENeTopt unit will be described.

도 48을 살펴보면, 에너지 네트워크는 High pressure steam을 외부에서 공급받고 터빈을 이용하여 필요 동력을 생산하고 일부를 Let down하여 Low pressure header로 공급하며, Low pressure header로부터 스팀을 공급받고 잉여 스팀은 외부로 방출할 수 있다. Referring to FIG. 48, the energy network receives high pressure steam from the outside, generates necessary power by using the turbine, and supplies some of the low pressure header to let down the low pressure header. Can be released.

이때 스팀 Balance는 사용자가 지정한 Weight값에 따라 각 개체의 스팀의 입 출력량을 측정계기 값을 기준으로 Quadratic Programming을 이용하여 오차가 최소화되도록 할 수 있다. At this time, the steam balance can minimize the error by using Quadratic Programming based on the measured value of the steam input amount of each individual according to the weight value designated by the user.

또한, Simulation은 에너지 네트워크의 임의의 운전 조건 변경에 따른 새로운 스팀 Balance를 수립할 수 있고, 최적화는 전체 에너지 네트워크의 원단위가 최소가 되도록 할 수 있다. 이러한 에너지 네트워크에서는 전기 생산가에 따라 혹은 터빈의 동력 생산 조건을 만족하면서 원단위를 최소화하기 위하여 터빈의 배기 및 Condensate 유량을 조절하여 전체 에너지 원단위를 최소화할 수 있다. In addition, the simulation can establish a new steam balance according to the arbitrary change of operating conditions of the energy network, and the optimization can minimize the whole unit of the energy network. In this energy network, the total energy consumption can be minimized by controlling the turbine exhaust and condensate flow rate in order to meet the electric production or to meet the power production conditions of the turbine and to minimize the unit cost.

또한, ENeTOpt부는 도 49a에 도시된 바와 같이, 전체 공정의 Balance를 수행하기 전 각 단위 설비별 Balance를 수행할 수 있다. 즉, 단위 설비별 Balance는 Balance버튼을 눌러서 수행할 수 있다.As shown in FIG. 49A, the ENeTopt unit can perform balancing for each unit before balancing the entire process. That is, Balance for each unit can be performed by pressing Balance button.

이러한 Balance는 Min/Max Limit와 Weight를 변경하여 사용자가 원하는 값을 얻을 수 있다. 위의 초기 값을 기준으로 제한조건을 변경하여 단위설비 Balance를 수행할 경우 아래와 같다.By changing the Min / Max Limit and Weight, you can obtain the desired value. If unit condition balancing is performed by changing the restriction condition based on the above initial value, it is as follows.

- Min / Max Limit 변경- Change Min / Max Limit

Out01의 최대값이 2500을 넘지 않아야 한다는 가정하에 제한조건을 변경 후 Balance를 수행하면 도 49b에 도시된 바와 같이, Out01의 값이 2500이 넘지 않는 범위 내에서 Balance가 수행된 것을 확인할 수 있다.If Balance is performed after changing the restriction condition under the assumption that the maximum value of OutO1 should not exceed 2500, it can be confirmed that Balance is performed within a range where the value of OutOl does not exceed 2500 as shown in FIG. 49B.

- Weight 변경- Weight change

Weight는 Steam Balance를 수행 시 중요시할 인자에 대하여 가중치를 부여할 수 있다. 초기 값과 같은 Min/Max 제한조건에서 In02의 Weight를 100으로 입력 후 Balance를 수행하면 도 49c에 도시된 바와 같이, In02의 Balance 값은 이전과 동일하고 나머지 요소들의 값이 변경이 되어 Balance가 수행된 것을 확인할 수 있다.The weight can be weighted for the factors that are important to the Steam Balance. When the weight of In02 is inputted as 100 in the same min / max constraint condition as the initial value and Balance is performed, the Balance value of In02 is same as before and the balance values of the other elements are changed as shown in FIG. .

또한, 도 50a에 도시된 바와 같이, ENeTOpt Toolbar의 Calculate Total Balance 혹은 Calculate Total Balance by layer를 선택하여 balancing을 수행할 수 있다. 이러한 예는 단일 Layer로 구성되어 있으므로 Total balance Button을 눌러 스팀 Balance를 수행할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 50A, balancing can be performed by selecting Calculate Total Balance or Calculate Total Balance by layer of the ENeTOpt Toolbar. This example consists of a single layer, so you can press the Total balance button to perform steam balancing.

이때 Total Balance를 선택할 경우, 도 50b에 도시된 바와 같이, 팝업창이 나타날 수 있다.At this time, if Total Balance is selected, a pop-up window may be displayed as shown in FIG. 50B.

또한, Balance는 Plant Wide Balancing을 수행할 수 있는 버튼이다. 현재 설비 구성과 value 그리고 Min/Max/Weight의 제한조건에 의하여 Balance를 수행할 수 있다. 이와 같이, Balance가 완료되면 도 50c에 도시된 바와 같은 팝업창이 나타날 수 있다.In addition, Balance is a button that can perform Plant Wide Balancing. Balance can be performed according to current facility configuration, value, and min / max / weight limit conditions. When the balance is completed, a pop-up window as shown in FIG. 50C may be displayed.

또한, Reset Parameters에서 Reset Parameters 버튼은 입력된 제한조건을 초기화할 수 있다. 도 50d에 도시된 바와 같이, Reset All의 버튼을 누르면 모든 페이지의 해당 버튼 값이 초기화될 수 있고 Page 버튼을 누르면 현재 페이지의 해당 값이 초기화될 수 있다. 이때 Min/Max/Weight의 각 초기값은 0/1000/1이다.In addition, the Reset Parameters button in Reset Parameters can initialize the entered constraints. As shown in FIG. 50D, pressing the Reset All button initializes the corresponding button value of all pages, and pressing the Page button initializes the corresponding value of the current page. At this time, each initial value of Min / Max / Weight is 0/1000/1.

이와 같이, 제한 조건을 변경한 후 Balance 수행 여부와 관계없이 팝업창을 닫으면 설정 값이 저장될 수 있다.In this way, after changing the restriction condition, the setting value can be saved when the popup window is closed regardless of whether or not the balance is performed.

또한, Energy Unit는 Balance Table의 Energy 단위를 변경할 수 있다. 원하는 단위로 변경 후 Balance를 수행하면 해당 단위로 Energy 값이 표시된다. 지원되는 Unit는 cal, kcal, Gcal, J, kJ, GJ, Btu 등을 포함할 수 있다.The Energy Unit can also change the energy unit of the Balance Table. After changing to the desired unit and performing Balance, Energy value is displayed in the corresponding unit. Supported units may include cal, kcal, Gcal, J, kJ, GJ, Btu, and so on.

또한, Report는 Plant Wide Balancing 결과를 Excel파일 형태의 보고서로 생성할 수 있다. 해당 버튼을 누르면 도 50e에 도시된 바와 같이, 보고서 작성 완료를 알리는 팝업 창이 나타날 수 있다.In addition, the Report can generate Plant Wide Balancing results as an Excel file. When the corresponding button is pressed, a pop-up window informing completion of report generation may be displayed as shown in FIG. 50E.

이러한 팝업 창에는 보고서 생성 경로와 보고서를 열 수 있는 하이퍼링크가 제공될 수 있다. 해당 하이퍼링크를 클릭하면 도 50f에 도시된 바와 같은 엑셀파일 형태의 보고서를 확인할 수 있다.These pop-up windows can provide a report generation path and a hyperlink to open the report. If the hyperlink is clicked, a report in the form of an Excel file as shown in FIG. 50F can be confirmed.

또한, Balance Table은 도 50g에 도시된 바와 같이, 각 설비 Name, Instance Name, In/Out 상황 등 다양한 정보가 나타날 수 있다. 여기서 흰색으로 표기된 Min/Max/Weight를 제외한 나머지 회색 셀의 내용은 값의 변경이 불가능하다. 즉 Total Balance는 현재의 값에서 제한 조건의 변화를 통해 수행할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 50G, various information such as each equipment name, instance name, and in / out status can be displayed in the balance table. The contents of gray cells other than Min / Max / Weight shown in white can not be changed. That is, the total balance can be performed by changing the limiting condition at the current value.

이러한 Min/Max는 숫자 혹은 Tag 모두 입력이 가능하며 Weight값을 크게 주면 현재의 Measured value에 근접한 Balance 결과가 나올 수 있으며 Min/Max는 일정 범위의 내의 값을 원할 때나 특정의 값으로 Balance값을 고정시키고 싶을 때 사용할 수 있다.Min / Max can input both numbers and tags. If you give a weight value bigger, you can get a balance result close to the current Measured value. Min / Max can set the Balance value to a certain value when you want a value within a certain range. You can use it when you want.

또한, Faulty Gauge는 도 50h에 도시된 바와 같이, Process flow reading value가 0 보다 작은 경우 해당 Flow를 잠근 것으로 판단하여 Balance계산시 자동적으로 유량을 0으로 고정시킬 수 있다. 다만 계기 이상으로 인한 Flow는 사용자가 Faulty Gauge를 Check하여 이를 지정하며, 이 경우 Weight를 내부적으로 최소값(0.001)로 변경할 수 있다. 사용자가 계기 이상 Mark 를 해제하면 사용자가 입력한 조건으로 연산할 수 있다. Also, as shown in FIG. 50H, the Faulty Gauge can determine that the flow is locked when the process flow reading value is less than 0, and can automatically fix the flow rate to 0 at the time of calculating the balance. However, the flow due to the fault of the instrument can be checked by the user checking the fault gauge, and in this case, the weight can be internally changed to the minimum value (0.001). If the user clears the meter error mark, the user can calculate the condition.

또한, Standard Deviation는 ENeTOpt부에서 Balancing를 수행 시 Weight factor를 조정하여 유량계의 신뢰성을 고려할 수가 있다. Weight factor를 설정할 경우 각 Field value의 Standard Deviation을 고려하여 Balancing을 할 수 있다. 이와 같이, 각 Field value의 Standard Deviation을 고려하여 Balancing을 할 경우 설정된 기간의 각 유량 POINT에 대한 Standard Deviation을 계산 한 후 이값을 이용하여 Balancing에 적용할 수 있다.In addition, Standard Deviation can consider the reliability of the flowmeter by adjusting the weight factor when performing balancing in ENeTOpt section. When setting the weight factor, balancing can be done considering the standard deviation of each field value. In this way, when balancing is performed considering the standard deviation of each field value, Standard Deviation for each flow POINT in the set period can be calculated and applied to balancing using this value.

이때 Standard deviation이 작으면 작을수록 Weight factor를 증가할 수 있다. 또는 Standard deviation을 적용하는 경우에는 Tool bar에서 "STD"를 선택하면, 도 50i와 같은 화면이 생성될 수 있다.At this time, the smaller the standard deviation, the more the weight factor can be increased. Or Standard deviation is applied, a screen as shown in FIG. 50I can be generated by selecting "STD" in the Tool bar.

지금까지 설명한 바와 같이, Default 값으로 유량계의 Value값의 3%가 설정되어 있으며 지정된 기간의 Standard deviation을 적용하기 위해선 도 50i에 도시된 바와 같이, 화면의 상단에 배치되는 Updae All 버튼을 누르면 기간설정 화면이 도 50j에 도시된 바와 같이, Pop up되어 기간을 임의로 설정하게 될 수 있다.As described above, 3% of the flow meter value is set as the default value. To apply the standard deviation of the specified period, as shown in FIG. 50i, if the Updae All button located at the top of the screen is pressed, The screen is popped up as shown in FIG. 50J, and the period can be arbitrarily set.

여기서 Start date와 End data를 설정하고 OK버튼을 누르면 기간이 설정되어 설정된 기간의 Standard deviation을 기준으로 Balancing을 할 수가 있다.If you set the Start date and End data here and press the OK button, the period is set and you can perform balancing based on the standard deviation of the set period.

또한, Standard deviation은 RTDB에 있는 유량 Tag를 기준으로 반영하며 ENeTOpt부로 네트워크를 구성 시 필요에 따라 설정된 임시 Tag는 Default값이 적용될 수 있다.Also, the standard deviation reflects the flow tag in the RTDB, and the temporary value set for the temporary tag set as needed when the network is configured as the ENeTopt part can be applied to the default value.

또한, Simulation Balance는 Total Balance와 매우 유사하지만 직접 Field Value를 변경하여 Balancing을 할 수 있다. 즉 현재 환경에서 Field 값이 변화한 경우의 Total Balance를 확인할 때 유용하게 사용될 수 있다.Simulation Balance is very similar to Total Balance but can be changed by directly changing Field Value. That is, it can be used to check the total balance when the field value changes in the current environment.

도 51a에 도시된 바와 같이, Simulation도 Balance와 같이 calculate simulated balance 와 calculate simulated balance by layer 두 가지 방법이 있다. 원리는 Balance와 실질적으로 동일하다.As shown in FIG. 51A, there are two methods, a simulated balance and a simulated balance by layer, as in the case of the balance. The principle is substantially the same as Balance.

또한, Simulation은 현재 입력된 정보를 바탕으로 Simulation Balance를 수행할 수 있다. 이와 같이 Simulation 완료되면, 도 51b에 도시된 바와 같은 팝업창이 나타날 수 있다.In addition, Simulation can perform Simulation Balance based on the currently input information. When the simulation is completed, a popup window as shown in FIG. 51B may be displayed.

또한, Simulation Table은 Balance Table과 실질적으로 유사하나 Value 부분도 사용자가 수정할 수 있다는데 차이가 있다. 즉 도 51c에 흰색으로 표기된 Value/Min/Max/Weight의 영역의 변경을 할 수 있다.In addition, the simulation table is substantially similar to the balance table, but the value part can be modified by the user. In other words, the area of Value / Min / Max / Weight indicated in white in FIG. 51C can be changed.

이에 따라, 사용자는 Value 부분을 수정하여 가상의 Field값을 적용시켜 Total Balance를 수행할 수 있다. 이와 같이, 수정된 가상의 Field값을 적용시켜 Total Balance를 수행함으로써 Simulation Balance을 효율적으로 적용할 수 있다.Accordingly, the user can perform the total balance by applying the virtual field value by modifying the value portion. In this way, Simulation Balance can be efficiently applied by performing the Total Balance by applying the modified virtual field value.

또한, Simulation에는 Balance에 추가로 Get Balance Parameters 버튼을 배치할 수 있다. 이러한 Get Balance Parameters 버튼은 Balance화면에서 지정한 Parameter를 그대로 가져올 수 있다.In addition, you can place the Get Balance Parameters button in addition to Balance in Simulation. These Get Balance Parameters buttons can import the parameters specified on the Balance screen.

도 51d을 살펴보면, Value 및 모든 제한조건을 초기화한 상태에서 Simulation을 수행한 결과이다.Referring to FIG. 51D, simulation results are shown in a state in which values and all constraints are initialized.

또한, ENeTOpt Toolbar의 Optimize를 선택하면, 도 52a와 같은 팝업 창이 나타날 수 있다.Also, if Optimize is selected in the ENeTopt Toolbar, a popup window as shown in FIG. 52A may appear.

이때, Title에는 최적화 시간 및 Cost의 정보가 도 52b에 도시된 바와 같이, 디스플레이될 수 있다. Balanced Cost는 현재 Balance value로 운전시 운전비용을, Optimal Cost는 최적화 결과로 운전시 운전비용을 나타낼 수 있다.At this time, the information of the optimization time and the cost can be displayed in the Title, as shown in Fig. 52B. The Balanced Cost can be expressed as the running cost when operating with the current balance value, and the Optimal Cost can indicate the running cost when operating as the optimization result.

Reset Parameters는 도 52c에 도시된 바와 같이, 입력된 제한조건을 초기화할 수 있는 버튼이다. Reset All의 버튼을 누르면 모든 페이지의 해당 버튼 값이 초기화되고 Reset 버튼을 누르면 현재 페이지의 해당 값이 초기화될 수 있다. The Reset Parameter is a button that can initialize the entered restriction condition, as shown in Figure 52C. Pressing the Reset All button initializes the corresponding button values on all pages, and pressing the Reset button initializes the corresponding values on the current page.

Get Balance Parameters는 도 52d에 도시된 바와 같이, Total Balance에서 정의한 제약조건을 가져올 수 있는 버튼이다.As shown in FIG. 52D, the Get Balance parameter is a button that can bring the constraint defined by Total Balance.

Fix as Balance Value는 도 52e에 도시된 바와 같이, 선택된 Steam Flow의 Optimize 결과를 Balance 결과로 고정시킬 수 있는 버튼이다.The Fix as Balance Value is a button for fixing the Optimize result of the selected Steam Flow to the Balance result as shown in FIG. 52E.

Energy Unit는 Optimize Table의 Energy 단위를 변경할 수 있다. 원하는 단위로 변경 후 최적화를 수행하면 해당 단위로 Energy 값이 표시된다. 지원되는 Unit는 cal, kcal, Gcal, J, kJ, GJ, Btu 등으로 디스플레이될 수 있다.The Energy Unit can change the Energy unit of the Optimize Table. After changing to the desired unit and performing optimization, Energy value is displayed in the unit. Supported units can be displayed as cal, kcal, Gcal, J, kJ, GJ, Btu and so on.

또한. 도 52f에 도시된 바와 같이, On/Off Status Table에서는 최적화 결과에 따라 Furnace와 Turbine의 On/Off 상태와 Output이 표시될 수 있다. 최적화 결과 특정 설비가 Off라면 해당 설비는 종료하는 것이 경제 운전에 유리할 수 있다.Also. As shown in FIG. 52F, On / Off status and Output of Furnace and Turbine can be displayed according to the optimization result in the On / Off Status Table. If the optimization result shows that the specific facility is Off, it may be advantageous to economically operate the facility to terminate the facility.

Optimize를 선택하면 최적화가 수행될 수 있다. 이때 Constraints를 설정하지 않으면, Optimize버튼이 활성화되지 않으며 Constraint를 설정하면 Optimize버튼이 활성화될 수 있다. 이와 같이, 최적화가 완료되면 도 52g와 같은 팝업창이 나타날 수 있다.Optimization can be performed by selecting Optimize. If you do not set Constraints at this time, the Optimize button will not be activated. If you set Constraint, Optimize button can be activated. As such, when the optimization is completed, a popup window as shown in FIG. 52G may be displayed.

또한, Constraints를 선택하면 도 52h와 같은 팝업 창이 나타나며 최적화를 위한 추가적인 제한 조건을 설정할 수 있다. In addition, if Constraints is selected, a pop-up window as shown in FIG. 52H appears and additional constraints for optimization can be set.

Constraints에 대한 수학식 4는 다음과 같다.Equation 4 for Constraints is as follows.

Figure 112013034561366-pat00004
Figure 112013034561366-pat00004

where Ci : Coefficient, Mi : Module's Input/Output, bias : Bias 값,where C i : Coefficient, M i : Module's input / output, bias : Bias value,

= : Condition에서 지정한 조건에 따라 달라진다.=: Depends on the condition specified by Condition.

또한, Coefficient Table은 Coefficient Table값을 정의한 In/Out 비율에 조건을 줄 수 있다. 예를 들어, 도 52i에 도시된 바와 같이, HP header의 Out01인 1번 Turbine으로 들어가는 Steam량을 1이라고 할 때 2번 Turbine으로 들어가는 Steam량을 1번 Turbine과 동일하게 하고 싶다면 -1이라고 입력할 수 있다.In addition, the coefficient table can give a condition to the In / Out ratio that defines the coefficient table value. For example, as shown in FIG. 52I, if the amount of steam entering the turbine No. 1 which is the Out01 of the HP header is 1 and the amount of steam entering the turbine No. 2 is equal to that of the turbine No. 1, .

Use는 정의한 Coefficient를 최적화에 적용 시 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 52j에 도시된 바와 같이, C002와 C003 Coefficient를 적용하고자 할 때는 해당 영역의 Use에 체크할 수 있다. 여기서 Multi-layer로 Project를 생성시 한 페이지당 20개의 Coefficient Column이 생성되고 적용할 수 있는 Coefficient는 최대 100개일 수 있다. Use can be used to apply the defined coefficient to the optimization. For example, as shown in FIG. 52J, when the C002 and C003 coefficients are to be applied, the use of the corresponding region can be checked. When creating a Multi-layer project, 20 Coefficient Columns are created per page, and maximum Coefficient of 100 can be applied.

또한, Bias는 Coefficient에 입력된 비율조건에 추가적으로 적용되는 상수 조건이다. 만약 도 52k에 도시된 바와 같은 조건하에서 최적화를 수행한다면 1번 Turbine과 2번 Turbine으로 공급되는 Steam의 양이 동일하게 될 수 있다. Also, Bias is a constant condition that is additionally applied to the ratio condition entered in the coefficient. If the optimization is performed under the conditions shown in FIG. 52K, the amount of steam supplied to Turbine # 1 and # 2 Turbine may be the same.

즉, Out01 - Out02 = 0 의 관계식을 가질 수 있다. That is, it can have a relation of Out01 - Out02 = 0.

또한, Report는 최적화 결과를 Excel 파일 형태의 보고서로 생성할 수 있다. Report버튼을 누르면 도 52l에 도시된 바와 같이, 보고서 작성 완료를 알리는 팝업 창이 나타날 수 있다.Also, the report can generate the optimization result as an Excel file type report. When the Report button is pressed, a pop-up window indicating completion of report generation may be displayed as shown in FIG.

이러한 팝업 창에는 보고서 생성 경로와 보고서를 열 수 있는 하이퍼링크가 제공될 수 있다. 해당 하이퍼링크를 클릭하면, 도시된 도 52m과 같은 엑셀파일 형태의 보고서를 확인할 수 있다.These pop-up windows can provide a report generation path and a hyperlink to open the report. If the hyperlink is clicked, a report in the form of an Excel file as shown in FIG. 52M can be confirmed.

또한, Optimize Table에는 도 52n에 도시된 바와 같이, 각 설비 Name, Instance Name, In / Out 상황 등 다양한 정보가 나타날 수 있다. 이 중 흰색으로 표기된 Min/Max를 제외한 나머지 회색 셀의 내용은 값의 변경을 할 수 없다. 즉 최적화는 현재의 값에서 Constraints와 Min/Max의 변화를 통해 수행할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 52N, various information such as facility name, Instance Name, In / Out status and the like can be displayed in the Optimize Table. The contents of gray cells other than Min / Max indicated in white can not be changed. In other words, optimization can be done by changing Constraints and Min / Max from the current value.

도 53a를 살펴보면, TOTAL BALANCE를 수행한 이후 Constraints의 추가 없이 최적화를 수행한 것을 도시한 것이다. 이와 같이, 기존 Total Balancing에 비하여 운전 비용이 감소한 것을 도시된 도 53b를 통하여 용이하게 확인할 수 있다.Referring to FIG. 53A, optimization is performed without adding constraints after performing TOTAL BALANCE. Thus, it can be easily confirmed that the running cost is reduced compared to the existing total balancing through FIG. 53B.

이러한 조건에서 Constraints를 적용하여 최적화를 수행할 경우 다음 도 53c와 같다. 이와 같이, Constraints 적용할 경우 User02의 스팀 사용량을 Balance값과 동일하게 유지하라는 제한조건을 추가하였다. 이와 같이, 제한조건을 추가한 후 최적화를 수행한 것을 도 53c에 도시하였다.When optimization is performed by applying Constraints under these conditions, the following is shown in FIG. 53C. In this way, when Constraints is applied, a restriction condition is added to keep the usage amount of User02 equal to the balance value. FIG. 53C shows that optimization is performed after the restriction condition is added.

이에 따라, 제한조건 추가 후 최적화가 다시 수행되었으며 최적화 금액도 변화된 것을 도 53d를 통해 용이하게 확인할 수 있다.
Accordingly, it can be easily confirmed that optimization has been performed again after the addition of the restriction condition, and the optimized amount has also changed through FIG. 53D.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

Claims (3)

비주얼 모델링(Visual modeling) 환경에서 에너지 네트워크를 구성하고, 이를 이용하여 에너지 밸런스, 시뮬레이션 및 운전 원단위가 최소가 되도록 수행하는 에너지 네트워크 시스템에 있어서,
(1)에너지 소비량에 적합하도록 에너지 밸런스를 수행하고, 운전 원단위가 최소가 되도록 수행하기 위한 내부 변수 관리, 스크립트 계산을 하고, 정보를 관리하는 ENeTOpt메인모듈(111)과 에너지 네트워크의 에너지 밸런스와 전체 운전 원단위의 최소에 필요한 엔탈피, 에너지 밸런스, 전체 운전 원단위를 연산하는 연산모듈(121)을 포함하는 ENeTOpt부(110)와; ENeTOpt부에 연결되어 사용자 인터페이스(UI)를 제공하면서 다이어그램 디자인 기능을 제공하는 Visio부(130)와; ENeTOpt부로부터 엔탈피, 에너지 밸런스, 전체 운전 원단위를 최소화하기 위한 데이터를 제공받아 저장하면서 모니터링하는 RDB부(관계형 데이터베이스;150)와; 적어도 하나 이상의 장비에 인터페이스를 제공하는 RTDB부(실시간 데이터베이스;170); 및 ENeTOpt부(110)를 RTDB부(170)와 연결시키는 중계 역할을 하는 Data Access Interface부(데이터 연계 인터페이스;190);를 포함하고,
ENeTOpt메인모듈(111)은 Visio부, RDB부, RTDB부 및 Data Access Interface부와 연결되어 각각의 구성요소의 정보를 관리하면서 제어하는
Module Manager(모듈 관리자;113)와; 미리 설정되어 지정된 주기에 따라 정기적으로 네트워크의 에너지 밸런스와 전체 운전 원단위가 최소가 되도록 수행하는 Automation(자동화;115) 및 RTDB의 인터페이스(interface), 내부 변수 관리, 스크립트를 연산하여 제어하는 Variable Handler(117);를 포함하고,
연산모듈(121)은 엔탈피를 연산하는 Steam Table(스팀 테이블;123)과; 에너지 밸런스를 연산하는 QP Solver(이차계획법;125); 및 전체 운전 원단위가 최소가 되도록 연산하는 MILP Solver(혼합정수 선형계획법;127);를 포함하며,
ENeTOpt부(110)는 끌어놓기(Drag-and-drop) 방식의 비주얼 모델링을 이용한 에너지 네트워크를 다층 구조로 작성하고, 에너지 네트워크는 내부적으로 에너지 밸런스(Balance)와 운전 원단위가 최소가 되도록 데이터가 생성되며, ENeTOpt 디자인 화면에 ENeTOpt의 각 기능을 실행하는 ENeTOpt Toolbar(a), 에너지 네트워크를 구성하는 요소를 이미지로 구성하는 ENeTOpt Shape(b)을 포함하되,
ENeTOpt Toolbar(a)는, ENeTOpt 버전을 표시하는 ENeTOpt Version(버전)와, 현재 프로젝트의 데이터 인터페이스를 연결하고 관리하는 Interface Parameter(인터페이스 파라미터)와, SQL 데이터베이스(Database) 연결 정보 및 속성 관리하는 Database Parameter(데이터베이스 파라미터)와, 전체 에너지 밸런스를 연산하는 Calculate Total Balance와, Layer 단위로 에너지 밸런스를 연산하는 Calculate Total Balance by layer와, 사용자가 원하는 설비의 신규 운전 조건을 입력하여 시뮬레이션(Simulation)을 수행하는 Calculate Simulated Balance와, 계층단위(Layer 단위)로 시뮬레이션(Simulation)을 수행하는 Calculate Simulated Balance by layer와, 현재의 설비 구성과 정보 및 입력된 제한 조건 하에서 운전 원단위가 최소가 되도록 수행하는 Optimize(최적화)와, 사용자가 정한 주기(frequency)에 따라 에너지 밸런스 및 운전 원단위가 최소가 되도록 수행하는 Automation과, 에너지 밸런스 결과 값이 유량의 변화폭에 비례하도록 유량(Flow)의 표준편차를 구하고, 구해진 표준편차를 이용하여 유량의 가중값(Weight값)을 조정하는 Standard Deviation Manager와, ENeTOpt에서 사용되는 변수를 엑셀(Excel) 형태로 가져오기(Import) 및 내보내기(Export) 기능으로 관리하는 Variable Manager와, ENeTOpt에서 사용되는 모든 태그(tag)를 관리하는 Tag Manager(태그 관리자)와, ENeTOpt의 측정 단위와 각종 파라미터(Parameter)의 기본 값을 설정하는 Default Values와, Data Display 모듈의 값을 갱신하는 Data display와, 선택된 네트워크 구성 요소의 아이콘 속성창을 표시하는 Property Editor(속성 편집기)를 포함하며,
ENeTOpt Shape(b)은, 스팀 또는 응축수 혹은 공급용수(fresh water)의 흐름을 나타내는 플로우(Flow), 에틸렌 분해로[(Ethylene Cracking Heater(Furnace)], 추출-응축 터빈(Extraction-Condensing Turbine), 배압터빈(Back pressure type Turbine), 열교환기(Heat exchanger), 압력헤더(Pressure Header), 보일러(Boiler), 외부에서 전기를 공급하여 저온에서 열을 빼앗아 고온에 열을 방출하는 히트펌프(Heat Pump), 열요구량(Heat Demand), 압력헤더(Pressure Header)의 압력을 유지하기 위해서 고압헤더(Higher Pressure Header)로부터 스팀(Steam)의 압력을 낮추어 공급하는 Let Down(감압설비), 유입되는 스팀(Steam) 및 온수(Hot Water)에서 공기를 제거하는 Deaerator(공기분리기), 외부공정에서 스팀 또는 응축수를 연계 수급을 받을 때 사용하는 Import(가져오기), 다른 공정으로 스팀 또는 응축수를 연계 공급할 때 사용하는 Export(내보내기), 2개의 스팀 유량(Steam Flow)을 합치는 Combine(결합기), 스팀 유량(Steam Flow)을 나누는 Split(분리기), 스팀 라인(Steam Line)을 연결하는 Link(연결기), 기타 열 손실이나 알 수 없는 스팀 손실(Steam Loss)에 대한 값을 정의하는 Loss(손실), 특정 설비 혹은 공장을 묶어서 해당 단위에 대한 에너지를 원단위로 연산하고 관리하는 Section, ENeTOpt 작업공간(workspace)에서 특정 태그(Tag)를 모니터링(Monitoring)하는데 사용하는 Data Display(데이타 디스플레이), ENeTOpt를 다층(Multi-Layer)구조로 구성하는 Subprocess;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 네트워크 최적화 시스템.
1. An energy network system for constructing an energy network in a visual modeling environment and using the energy network to minimize energy balance, simulation, and operation unit cost,
(1) an ENeTOpt main module 111 for performing internal balance management, script computation, and information management for performing energy balancing so as to be suitable for energy consumption, performing minimum energy consumption, and energy balance of the energy network and An ENeTOpt unit 110 including a computation module 121 for computing the enthalpy, energy balance, and overall operating unit required for the minimum of the operating unit; A Visio unit 130 connected to the ENeTopt unit and providing a user interface (UI) and providing a diagram design function; An RDB unit (relational database) 150 for receiving and monitoring data for minimizing enthalpy, energy balance, and overall operation unit load from the ENeTopt unit; An RTDB unit (real-time database) 170 for providing an interface to at least one device; And a data access interface unit (data link interface) 190 serving as a relay for connecting the ENeTopt unit 110 to the RTDB unit 170,
The ENeToPT main module 111 is connected to the Visio part, the RDB part, the RTDB part, and the data access interface part, and controls and manages the information of each component
A module manager (module manager) 113; An Automation (Automation) 115 and an RTDB interface, which performs the energy balancing and the entire operation unit at a minimum in a predetermined period according to a preset cycle, a Variable Handler 117)
The calculation module 121 includes a steam table 123 for calculating enthalpy; A QP solver (secondary programming method) 125 for computing the energy balance; And a MILP Solver (Mixed Integer Linear Programming) 127 for computing the total operating unit cost to be minimum,
The ENeTopt unit 110 creates a multi-layer energy network using drag-and-drop visual modeling. The energy network internally generates data such that the energy balance and the operation unit are minimized internally. The ENeTOpt Toolbar (a), which executes each function of ENeTOpt, and the ENeTOpt Shape (b), which constitutes an element constituting the energy network, are included in the ENeTOpt design screen,
The ENeTOpt Toolbar (a) consists of an ENeTOpt Version that displays the ENeTOpt version, an Interface Parameter that links and manages the data interface of the current project, a Database Parameter that manages SQL database connection information and attributes, (Database parameter), Calculate Total Balance to calculate the total energy balance, Calculate Total Balance by layer to calculate energy balance in units of layers, and Simulation by inputting the new operation condition of the equipment desired by the user Calculate Simulated Balance and Calculate Simulated Balance by layer to perform simulation in hierarchical unit (Layer unit), Optimize (Optimize) to perform minimum unit of operation under the current facility configuration and information and input constraint, And an energy balance and a driving unit level according to a frequency determined by the user Standard Deviation Manager that adjusts the weight of the flow using the standard deviation obtained by obtaining the standard deviation of the flow so that the energy balance result value is proportional to the variation range of the flow rate, Variable Manager that manages variables used in ENeTOpt by Import and Export functions in Excel, Tag Manager which manages all tags used in ENeTOpt, Default values that set the unit of measure and various parameters of ENeTopt, Data display to update the value of Data Display module, and Property Editor to display icon property window of selected network component. ≪ / RTI &
The ENeToPt Shape (b) is the flow that represents the flow of steam or condensate or fresh water, the Ethylene Cracking Heater (Furnace), the Extraction-Condensing Turbine, Back pressure type turbine, heat exchanger, pressure header, boiler, heat pump which extracts heat at low temperature by supplying electricity from outside and emits heat to high temperature (Heat Pump ), Heat demand (Heat Demand), Let Down (Decompression facility) to supply the pressure of the steam from the Higher Pressure Header to maintain the pressure of the Pressure Header, Deaerator to remove air from steam and hot water, Import to use steam or condensate in connection with external process, and to supply steam or condensate to other process. Export ), Combine to combine two steam flows (Steam Flow), Split to split Steam Flow (Steam Flow), Link to connect steam line (Steam Line) Loss, which defines a value for a steam loss that can not be done. Section, which calculates and manages the energy for a specific unit or plant unit by unit. ENeTOpt In a workspace, (Data Display) used for monitoring the network, and Subprocess for configuring ENeToTt in a multi-layer structure.
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