原創(chuàng)中文翻譯HOMERGettingStartedGuide

1、1第一步：構想一個HOMER可以幫助你解答的問題。HOMER可以解答各種各樣的關于小功率系統(tǒng)的設計有關的的問題。在使用HOMER軟件之前，清晰地構想出你想讓HOMER解答的問題，這一點很重要。例如下面的一些問題：在我的柴油發(fā)電機組系統(tǒng)中添加風力發(fā)電機是否更具成本效益？需要增加多少柴油燃料成本，可以使光伏發(fā)電更有成本效益？我的設計是否滿足不斷增長的電力需求？為我的電網(wǎng)連接設備安裝微型燃氣發(fā)電機，生產(chǎn)電力和熱能是否符合成本效益？在這個練習中，我們假定，柴油發(fā)電機通常為在偏遠地區(qū)的小負荷，我們要使用HOMER找出在系統(tǒng)中增加風力發(fā)電機是否有意義？需要HOMER幫我們解答的問題是：平均風速、柴油燃料價

2、格的變化對風力發(fā)電機并入柴油電力系統(tǒng)的可行性的影響。第二步：建立一個新的HOMER文件。打開軟件，點擊新建一個文件在主窗口出現(xiàn)一個未添加組件的原理圖框，如下：第三步：建立原理圖1. 點擊，選擇要添加的組件，HOMER在add/memove窗口中顯示所有可能用到的組件。2. 在下圖中勾選Primary Load 1（主負載1），其它選項如下圖所示。貼士：每個系統(tǒng)的設計必須有主負載（電力需求的描述）延期負載或連接到電網(wǎng)。3.其它選項如下圖所示4.點擊OK返回主窗口。圖中顯示的按鈕代表載荷和組件（風力發(fā)電機，柴油發(fā)電機和電池）。在圖中Resources部分的按鈕代表各組件所用的資源。在這個例題中，風

3、力資源和柴油資源出現(xiàn)在這里。步驟四：輸入負載細節(jié)信息負載細節(jié)信息將被用于仿真分析中。負載細節(jié)信息描述系統(tǒng)必須提供的電力。本節(jié)介紹如何導入一個負載文件。1. 在原理圖中點擊，打開負載輸入框。2.輸入Remote Load如下圖3.點選AC（載荷類型為交流）4. 點選port hourly data file，并點選Import File按鈕。選擇Remote_Load.dmd文件（此文件存放在HOMER主程序所在目錄中Sample Files文件夾內(nèi)）上圖以表格和圖形的方式顯示日載荷，注意圖形上方的名稱和導入文件的名稱是相同的。5.單擊OK回到主窗口。上圖中，可以看到有箭頭連接負載和交流總線。也

4、可以看到Remote load（剛才輸入的標簽名稱）和平均值（85kw/d），峰值（11.5kw peak）并排顯示在負載按鈕下面。第五步：輸入組件的詳細信息HOMER將使用輸入的組件詳細信息所描述的技術選項，元件成本，每個組件的尺寸和號碼，進行模擬。本節(jié)介紹如何輸入柴油發(fā)電機組，風力發(fā)電機和電池的成本數(shù)據(jù)。這個練習的成本可能并不反映真實的市場條件。1. 單擊原理圖中Generator 1 打開發(fā)電機輸入框。2. 在成本表中，輸入以下值：其中O&M代表操作和維護，O&M不應包括燃料成本，因為HOMER會單獨計算燃料成本（后面會學到）。 表5-1上面所輸入的數(shù)據(jù)告訴HOMER程序，最初安裝在系統(tǒng)

5、中的柴油發(fā)電機組的成本是每千瓦1500美元，更換發(fā)電機，將花費1200美元每千瓦，操作和維護，將花費0.05美元每千瓦每小時，注：HOMER程序?qū)⒏鶕?jù)您在成本表中輸入的值繪制成本曲線。在這個例子中，成本曲線是線性的：HOMER假設認為，成本和發(fā)電機的大小是線性相關的，即，硬件安裝的成本是柴油發(fā)電1千瓦的價值為1500美元，2千瓦3,000美元 ， $ 3千瓦4500美元。您也可以通過在表中增加行來定義非線性的成本曲線。當你在表格中輸入值時，HOMER在表的底部自動創(chuàng)建一個空白行，使您可以添加額外的值。3.在下面表格中，刪除0.000和1.000并且添入15。這個表中的值稱為優(yōu)化變量。 表5-2

6、注意：Sizes to consider表中的系統(tǒng)默認值是0和你填入cost表中的值，如果默認值正是你所需要的值，可以不更改。如果你想定義其他值進行模擬，可以刪除默認值并添加你所定義的值。HOMER將模擬15KW的發(fā)電機系統(tǒng)的成本曲線。注：圖中優(yōu)化變量處用菱形表示。 表5-3HOMER使用cost表中的值進行的系統(tǒng)成本計算是HOMER計算應該添加多少安裝，操作，維護保養(yǎng)柴油發(fā)電機費用到電力系統(tǒng)成本進程的一部分。優(yōu)化變量告訴HOMER程序柴油發(fā)電機容納將要分析的不同系統(tǒng)配置的能力4.點擊OK回到主窗口。5.在原理圖中單擊Wind Turbine 1打開風力發(fā)電機輸入窗。6.在風力發(fā)電機類型下拉菜

7、單（turbine type），選擇generic10kw，HOMER會顯示該發(fā)電機的功率曲線。7.在cost表，輸入下列值： 表5-4注意：這里O&M的單位是($/yr)，表示：美元/年，不同于表5-1中（$/hr）美元/小時。在 Sizes to consider表中，保留默認值不做更改，如下： 表5-58.點擊OK回主窗口。9.在原理圖中點擊Battery 打開電池輸入框。10.在電池類型（battery type）下拉菜單中，選擇Trojan L16P，HOMER會顯示電池屬性。 表5-611.填寫cost表和size to consider表，如下 表5-7 表5-812.點擊OK回

8、主窗口現(xiàn)在已經(jīng)完成了組件信息的輸入，現(xiàn)在的原理圖應該和下面的圖相同。第六步：輸入資源的詳細信息資源的詳細信息描述的是一年中每個小時的可用的太陽輻射，風力，水力，燃料的值。對于太陽能，風能和水能資源，你可以從一個文件導入數(shù)據(jù)，也可以使用HOMER把平均每月值合成處理為每小時值。這一章講如何定義風力和燃料資源的值，如何輸入HOMER將要模擬的風力發(fā)電機和柴油發(fā)電機組所需的資源。1. 原理圖中點擊打開風力資源輸入窗。2.如下圖，選擇Import hourly data file，點擊Import File，打開Sample_Wind_Data.wnd 圖6-1貼士：HOMER能將12個月的值，Wei

9、bull K值或其他一些參量合成處理為一年中每個小時的風速（暫且譯成“一年中每小時的風速”原文是“hourly wind speeds for a whole year from 12 monthly values”大概是描述風力資源的量）。HOMER能將12個月的值，Weibull K值或其他一些參量合成處理為一年中每個小時的風速值。閱讀幫助文件獲得更多相關的信息。原始數(shù)據(jù)是一組風速值（原文是The baseline data is a set of 8,760 wind speed values，8760不知是哪來的，圖上沒有），描述了一年的風力資源。注意圖中annual average值

10、和scaled annual average值。HOMER可以用比例數(shù)據(jù)進行模擬，從而允許用戶對資源可用性進行敏感性分析（靈敏性分析）。HOMER用scaled annual average（被縮放后的年均值）值除以annual average（年均值）得出比例因子，再用比例因子乘以每個原始數(shù)據(jù)的值，這樣就形成了比例數(shù)據(jù)（貌似是將原始數(shù)據(jù)按一定規(guī)則縮放）。HOMER默認的scaled annual average值與annual average值相同，這時比例因子為1。你可以更改scaled annual average值來考察更高或者更低風速對系統(tǒng)的可行性的影響。當scaled annual

11、 average值為0時，HOMER認為沒有可用的風力資源在這個練習中，scaled annual average和annual average是相等的，所以相當于使用原始數(shù)據(jù)進行分析。在第十步，增加敏感性變量，我們將看到如何運用scaled annual average考察風速的變化對系統(tǒng)的影響，從而進行優(yōu)化設計。3.將風速計高度設為離地面高度25米，表示在地面高度25米處獲得風速測量值。 圖6-24.點擊OK返回主窗口5.點擊打開柴油輸入窗6.核對每公升柴油是否為0.4美元。 圖6-37.點擊OK返回主窗口第七步：檢查輸入和改正錯誤HOMER會檢查你在輸入窗鍵入的數(shù)值是否有意義，如果沒有意

12、義，會在主窗口顯示警告和錯誤信息。對于這個例子HOMER發(fā)出一個警告信息，提示用戶系統(tǒng)中應該有一個變換器。變換器指把交流轉(zhuǎn)換成直流（整流器）或直流轉(zhuǎn)換成交流（逆變器）的器件。1.點擊，查看詳細信息?！癢arnings”表示輸入的數(shù)據(jù)可能存在問題。表明系統(tǒng)設計中存在問題，但這些問題不會導致HOMER不能運行。表示系統(tǒng)設計有錯誤，并且可導致程序不能運行在原理圖中可看到，沒有箭頭從DC指向負載，這表示由風電機發(fā)出的直流電無法加在交流負載上。警告信息建議添加一個轉(zhuǎn)換器。2.點擊add/remove按鈕，添加一個轉(zhuǎn)換器。 圖7-13.點擊打開轉(zhuǎn)換器輸入窗。4.填寫cost表如下 圖7-2這個表告訴HOM

13、ER在系統(tǒng)中安裝和更換一個轉(zhuǎn)換器成本為1000美元每千瓦，每年操作和維護成本為100美元每千瓦。5.填寫 Sizes to consider表如下： 圖7-3表中數(shù)值告訴HOMER，系統(tǒng)設計中包含沒有轉(zhuǎn)換器，一個6千瓦轉(zhuǎn)換器，一個12千瓦轉(zhuǎn)換器三種情況。因為原理圖中顯示負載的峰值為11.5，我們可以推測12千瓦的轉(zhuǎn)換器在大部分或全部能量由風力發(fā)電機提供的情況下能滿足負載在任何時候的需求。在表中填寫6千瓦是在嘗試使用一個小一點，花費少一點的轉(zhuǎn)換器，看它是否更具成本效益。6.點擊OK回主窗口箭頭出現(xiàn)，表明HOMER現(xiàn)在可以考慮能量從直流風電機傳遞到負載。注意到圖中轉(zhuǎn)換器既包含整流器又包含逆變器，但

14、這不會影響計算結果。如果想去掉整流器，可以打開轉(zhuǎn)換器輸入窗，將Capacity relative to inverter的值設為0。7.在窗口工具條，點擊查看優(yōu)化變量。彈出的Search Space summary table表中包含所有你輸入的優(yōu)化變量，可以在表中增加，刪除，編輯。例如在表中，G10代表Generic 10 kilowatt wind turbine，Gen1代表Generator 1HOMER模擬系統(tǒng)設計時，會考慮表中所有的組合（配置），例如2 (G10), 1 (Gen1), 1 battery quantity, 3 converter 或者 2 x 1 x 1 x 3

15、等組合（配置）。8.點擊OK返回主窗口第九步：檢查優(yōu)化結果HOMER將考慮你在組件中輸入的優(yōu)化變量的所有組合（配置），并且排除不可行的系統(tǒng)組合（配置），例如不能滿足負載要求的組合（配置），不能滿足資源要求的組合或者不能滿足你指定的限制要求的組合（配置）等。1. 點擊開始進行優(yōu)化分析。當HOMER運行時，進度指示器顯示分析結束剩余時間。2. 當模擬結束時點擊優(yōu)化結果表（Optimization Results tab），再點擊全部（Overall），查看所有的可行組合（配置）。在上表中，HOMER找出了四個可行的組合，它們按成本效益由多到少排列。成本效益的計算是基于凈現(xiàn)值的，標簽是Total N

16、PC?？梢钥吹皆谶@個例子中，勝出的方案是柴油/電池組合，它比兩個含有風電機的方案更勝一籌。3. 以分類查看的方式查看結果，按下圖點選。 這個表中只顯示每種組合類型中最具成本效益的組合。4. 查看風力/柴油/轉(zhuǎn)換器組合類型中最具成本效益的組合的詳細信息。雙擊第二行。在這個仿真結果窗口中，可以看到所選組合工程和經(jīng)濟方面的詳細信息。例如打開電力標簽，可以看到系統(tǒng)產(chǎn)生的多余電量占系統(tǒng)產(chǎn)生的總電量的17%，這部分電沒有被系統(tǒng)利用，被浪費掉了。是否可以通過增加電池組使系統(tǒng)將多余電量利用掉呢？5.點擊關閉回到主窗口6.在文件菜單，選擇save as 將文件另存為Excess_Energy.hmr。第九步：完

17、善系統(tǒng)設計這一節(jié)介紹如何利用優(yōu)化結果改進系統(tǒng)設計。在這個例子中，我們將看到如果我們往系統(tǒng)中增加電池組，將會減少系統(tǒng)產(chǎn)生的多余電量。1.點擊原理圖中按鈕，打開電池輸入框。2.在Sizes to consider表格中，增加16和20HOMER將會用8,16,24進行模擬。3.點擊OK返回主窗口。在主窗口顯示出警告菜單，告訴你當前的計算結果并沒有反映這次輸入的值（重新進行計算才能把8,16,24這組數(shù)計算進去）4. 點擊計算按鈕進行計算。5.計算完成后，在結果表中會顯示新結果。同時在主窗口底部顯示警告信息，點擊警告信息建議增加電池量，由于我們不知道增加電池量的確切數(shù)值，我們只能試著加一系列值。6.

18、點擊OK會主窗口。7.在主窗口工具條點擊按鈕。在電池欄中添加32,40,48,56。貼士：也可以從Sizes to consider中添加這些數(shù)值9.點擊OK回主窗口10.點擊開始仿真計算。當仿真計算完成后，在結果表中將顯示新結果，剛添加的值也被算入其中。這次沒有出現(xiàn)警告信息。正如在表中所看到的，風力/柴油/轉(zhuǎn)換器組合類型中最具成本效益的組合包含的電池量是32.11.在分類優(yōu)化結果表中，雙擊第二行，顯示詳細信息。系統(tǒng)產(chǎn)生的多余電量由17%下降為3%。12.打開文件菜單，選擇save as，將文件另存為Reduced_Excess.hmrHOMER通過增加電池組降低多余電量，幫我們完善了系統(tǒng)設計

19、，但是現(xiàn)在沒有風電機的組合仍然比有風電機的組合更具成本效益，在什么情況下包含風電機的系統(tǒng)才更有意義呢？要解決這個問題，就要用HOMER進行敏感性（靈敏性）分析。（原文是sensitivity analysis，暫且譯成敏感性分析，大意是可變因素對結果的影響分析）第十步：添加敏感性變量。在第五步中，學到了用比例數(shù)據(jù)進行仿真分析。這一節(jié)學習如何輸入風速的scaled annual average值和柴油的價格，并利用這些變量進行仿真分析。敏感性分析使你能夠探究年平均風速的變化和柴油價格的變化對系統(tǒng)優(yōu)化設計的影響。換句話說就是，敏感性分析可以顯示出能使包含風力發(fā)電機的系統(tǒng)設計有意義（這里有意義大概指比電池/柴油組合更具成本效益）的年平均風速和柴油價格變化范圍。1.點擊打開風力資源輸入框。2.點擊打開敏感性輸入框3輸入如下值程序?qū)γ糠N組合（配置）進行分析時，都會用到這7組速度數(shù)據(jù)。4.點擊OK返回風力資源輸入框，可以看到括號中出現(xiàn)了7，表示有7組敏感性變量。5. 點擊OK返回主窗口。6. 點擊打開柴油輸入框。7. 點擊8. 輸入如下值：程序在計算每種組合