Appendiks: 
Modellering af ledningsnettet


Opdateret 18-08-2017

Indhold:

  1. Introduktion af de fire trin i modellering af ledningsnettet
  2. Modeltrin 1: Den geometriske ledningsmodel
    1. Vektor-registrering
    2. Koten - Den tredje dimension
    3. Indtegningsprincipper
    4. Afsluttede strækninger og tegneretning
    5. Aktive komponenter, der skal indtegnes
    6. Specielt vedr. stikledninger
  3. Modeltrin 2: Den topologiske ledningsmodel
    1. Placering af knudepunkter
    2. Strategi for navngivning af knudepunkter
  4. Modeltrin 3: Den logisk ledningsmodel
  5. Modeltrin 4: Den beregningsmæssige ledningsmodel
······································· Relaterede dokumentation ·······································

 


1. Introduktion af de fire trin i modellering af ledningsnettet

I dette kapitel præsenteres sammenhængen fra registreringen af et punkt i ledningsnettet frem til dette punkts anvendelse i styklisten, lukkelisten, komponentregisteret, en eventuel hydraulisk/termisk beregning m.v.

Denne sammenhæng skulle gerne give er overblik over hvorledes registreringen bør foregå samt hvorfor dette gøres.

Registreringen af ledningsmodellen opdeles i følgende 4 model-trin:

  • Den geometriske ledningsmodel
  • Den topologiske ledningsmodel
  • Den logiske netværksmodellering
  • Den beregningsmæssige ledningsmodel

der er nærmere beskrevet i afsnittene herunder.

2. Modeltrin 1:
Den geometriske ledningsmodel

Den geometriske ledningsmodel beskriver ledningsmodellen, givet ved position og koder vedrørende typer og geometri.

2.1 Vektor-registrering

Dansk FjernvarmeForsyningers EDB-Selskabs tekniske programpakke til ledningsregistrering og hydraulisk/termisk beregning af fjernvarmenet lagrer alle grafiske data som vektorer.

En vektor er grundlæggende bestemt ved et koordinatsættet for hhv. et begyndelsespunkt, et geometrisk forløb og et slutpunkt. Herved kan vi danne følgende figurer:

  • Enkeltpunkter
    Består vektoren af ét punkt betegnes dette som et Enkeltpunkt.
    Eksempelvis terrænindmålte master og dæksler, træer m.v.
  • Linie
    Består vektoren af ét begyndelses- og slutpunkt er der tale om en linie. Denne linie kan have forskellige forløb som retliniet, som del af en cirkelbue, som del af klotoidebue m.v.
  • Linieforløb/strækninger
    Indføjes der punkter mellem begyndelses- og slutpunktet og eventuel også med forskellige koder for geometrisk forløb er der tale om et Linieforløb.
    Eksempelvis vej- og stiforløb, ledningsanlæg m.v.
  • Polygoner
    Polygoner ('mangekanter') er objekter, der udspændes af flere på hinanden følgende linier i et linieforløb, hvor forløbets begyndelses- og endepunkt er sammenfaldende og figuren udgør herved en lukket flade.
    Eksempelvis bygninger, bygværker, søer, forsyningsområder og energidistrikter m.v.

Suppleres disse grundlæggende oplysninger med bl.a. kodeværdier får vi de oplysninger, der skal angives af brugeren ved ledningsdigitaliseringen og til dels også ved indtegning i grundkortet:

  • Punktets plan-koordinater, der fremkommer udfra udpegning i tegningsfeltet hvor Y,X-koordinaterne beregnes på baggrund af det indlæste referencesystem (grundkort).
  • Punktets vertikale placering, der angiver lægningsdybden eller Z-koordinaten i forhold til et absolut højdereferencesystem. Værdien kan angives ved indtastning i dialogboksen.
  • Punktkoden, der angiver hvilken egenskab punktet besidder (ventil, muffe, boosterpumpe m.v. eller blot usymboliseret konstruktionspunkt) samt hvorledes punktet skal repræsenteres (symboltype, -farve, -størrelse, symbolets placering i forhold til linien m.v.). Punktkoden udpeges i kodelisten.
  • Objektkoden, der angiver liniens repræsentation (linietype, -bredde, -farve, forskydning m.v.) frem til næste punkt. Objektkoden udpeges i kodelisten.
  • Liniegeometri, der angiver liniens geometriske forløb mellem de to punkter - som retlinet eller  cirkelbue, overgangsbue (spline, klotoidebue), slut på linie eller enkeltpunkt.

Bemærk i den forbindelse:

  • at ledningsnet, ledningsgeometri og ledningskomponenter registreres på én gang nemlig ved at angive både en objekt- og en punktkode samt om linien er retliniet eller cirkelbue,
  • at der ikke i blandt de geometriske data lagres oplysninger lagres oplysninger om symboler, stregtyper, farve, stregtykkelse m.v. Dette gemmes i andre databaser hvortil der skabes en relation,
  • at linier, linieforløb og polygoner har en retning og således en 'for- og bagende'...
  • at dobbeltforlagte ledninger begge kan registreres, men kun ledningstracéen anvendes i den topologiske, den logiske og den beregningsmæssige ledningsmodel...!

Efter det ovennævnte princip at lagre geometriske data på, kan vi herefter:

  • Tegne nye linier ved at registrere nye punkter.
  • Tilføje/forlænge til eksisterende linier ved at udpege en eksisterende linies slutpunkt og registrere flere punkter i forlængelse heraf.
  • Omkode punkter og linier ved at udpege linien/punktet og vælge en anden objekt- eller punktkode.
  • Flytte punkter/linier ved at udpege linien/punktet og udpege en anden placering (ændre koordinatsættet)
  • Slette punkter og linier ved at udpege linien/punktet og slette (fjerne koordinatsættet fra databasen)

Som det fremgår opfører linieforløbet sig som en elastik bundet op på en række søm - ønskes således et andet forløb af linien oprettes, flyttes eller slettes de pågældende 'søm' og liniens forløb vil automatisk følge med efter de nye søms (punkters) placering.

Et linieforløb er retningsbestemt ved at have et begyndelsespunkt, eventuelt mellemliggende punkter og et endepunkt. Begyndelsespunktet vil have startstationeringen 0 og de efterfølgende punkter vil have en stigende stationeringsværdi svarende til den forløbne længde i forholdt til startstationeringen målt i meter. Linieforløb har altså en digitaliseringsretning, hvilket er vigtig bl.a. i forbindelse med parallelafsætning, sammenlægning af linier, beregningsresultater m.v. Der vil i forbindelse med digitalisering eller udpegning af linieforløb opstå én af følgende fire situationer:

  • En gul elastiklinie
    Linieforløbes endepunkt er blevet 'fanget'.
    Slettes punktet, hvori den gule elastiklinie fastholdes, forkortes linieforløbet til forrige punkt og udpeges et nyt punkt forlænges linieforløbet.
    Punktet, hvori den gule elastiklinie fastholdes, kan således slettes, flyttes, omkodes m.v.
  • En gul og en blå elastiklinie
    En linie i linieforløbet er blevet 'fanget', hvor punktet hvori den gule elastiklinie fastholdes kan slettes, omkodes, flyttes m.v.
    Slettes punktet, hvori den gule elastiklinie fastholdes, udgår punktet og det næste punkt definerer herefter linien.
    Udpeges et punkt i tegningsfeltet vil der blive indskudt punkter i den pågældende linie - dette kunne f.eks. være til ændring af linieforløbet med f.eks. en lyre eller indføjelse af en komponent.
    Tilsvarende vil det aktuelle punkt, der er dét punkt hvori den gule elastiklinie er fastholdt, kunne omkodes, flyttes, slettes m.v. Skiftes objektkoden vil det være gældende for den udpegede linie.
  • En hvid elastiklinie
    Et linieforløb mellem to punkter er blevet 'fanget', men linien er defineret i samme punkt så den gule og den blå linie er sammenfaldende og bliver hvid.
  • En blå elastiklinie
    Der fremkommer en blå 'elastiklinie' fastholdt i linieforløbets begyndelsespunkt.
    Det er ikke muligt at udpege strækninger før startstationeringen, men med punkt-navigering beskrevet herunder kan der 'springes' hertil. Ved udpegning i tegningsfeltet vil et nyt startpunkt blive registreret og stationeringen for de øvrige punkter i objektet tilsvarende blive forøget. Ved hver registrering springes igen ind i ledningsstrækningen, så skal der indføres flere punkter må der springes tilbage før startstationeringen hver gang.
    Da der ikke er en gul elastiklinie og dermed ikke noget aktuelt punkt, kan der ikke foretages sletning, omkodning, flytning og lign. Den aktuelle objektkode vil være gældende for dén linie, der fremkommer efter udpegningen i tegningsfeltet.

Såfremt den forkerte strækning 'fanges' kan der springes frem og tilbage i linieforløbet ved hhv. at anvende tasterne SHIFT + MELLEMRUM og CTRL + MELLEMRUM.

2.2 Koten - Den tredje dimension

De ovenstående beskrivelser af vektorer har holdt sig i planen; altså i to dimensioner.

Der kan i visse tilfælde være interesse i at medtage den tredje dimension. Det kan f.eks. være som tekstinformationer i forbindelse med ledningsplaner og lignende. I programmet anvendes højdeinformationerne analytisk i forbindelse med de hydraulisk/termiske beregninger.

Denne figur illustrerer hhv. at der kan registreres højdeinformationer både på ledningsgrafikken og beregningsmodellen samt hvilke programfunktioner, der anvendes:

Herunder er en mere uddybende beskrivelse for hvert af de markerede punkter:

1. Gennem programfunktionen 801: Diverse » Import af data » Import af ledningsdata (Nr1-fil) kan en fil indeholdende ledningsgrafik direkte indlæses.
2. I forbindelse med manuel konstruktion og digitalisering i programfunktionen 501: Ledninger » Digitaliser kan der for hvert punkt angives en tilhørende kote.
3. Flere punkters kote kan ændres gennem programfunktionen 512: Ledninger » Redigering af ledningsdata.
4. De gennem 1-3 angivne koter kan overføres gennem programfunktionen 901: Beregning » Beregning » Knappen Knudepunktsdata » Knappen Overfør kote fra ledningsdata.
5. Koten til brug for beregningerne kan manuel indtastes gennem programfunktionen 901: Beregning » Beregning » Knappen Knudepunktsdata » Feltet Lægningskote » Knappen Gem.

2.3 Indtegningsprincipper

Følgende indtegningsprincipper bør nøjagtigt følges for at sikre det smidigste registreringsforløb:

  • Centerlinie/ledningstracé
    Den geometriske ledningsmodel kan indeholde både frem- og returledningens placering for dobbeltforlagte ledninger, men den topologiske, den logiske og den beregningsmæssige ledningsmodel arbejder udelukkende med centerlinien/ledningstracéet. For enkeltforlagte ledninger registreres ledningsmidten som tracé.
  • Selvstændige linieforløb
    Som nærmere beskrevet nedenfor i afsnit 2.3 Afsluttede strækninger afsluttes linieforløbet ved:
    • Overgange mellem ledningsstatus (transmissions-, hoved-, fælles stik- og stikledning)
    • Afgrening imellem hovedledningsnettets ledningsforløb
    men ikke ved:
    • Overgange mellem ledningstyper (betonkanal, præ, twin m.v.) og trækninger med/uden alarm.
    • Afgreninger til fælles stikledninger og stikledninger.
    • Komponenter beliggende i linieforløbet.
  • Afgreninger
    For senere at kan lave knudepunkter skal der være fællespunkter i bl.a. afgreninger. Afgreninger er karakteriseret ved at én linies endepunkt ligger netop oveni en anden linie og her er det vigtigt at begge linier hver har et punkt netop der hvor de mødes.
  • Ringforbindelser
    Ringforbindelser skal optegnes som mindst to grenforbindelser, der mødes i et fællespunkt.
  • Komponenter
    Som beskrevet først i kapitlet registreres ledningsforløb og ledningskomponenter i én og samme omgang. Det er således vigtigt at huske at komponenter skal være placeret i ledningsforløbet og ikke forløbet. Det betyder således:
    • Opret ikke komponenter som enkeltpunkter f.eks. ved blot at vælge Snap ledn. angive punktkoden og snappe til den ønskede ledning, men følg beskrivelse herunder.
    • Der skal først oprettes et punkt, der efterfølgende kan kodes korrekt, før end punktkoden vælges.
    • Under digitaliseringen, hvor der er et aktuelt punkt på den valgte linie, vælges punktkoden og det aktuelle punkt kodes som den ønskede komponent.

2.4 Afsluttede strækninger og tegneretning

Det er væsentlig af hensyn til en entydig egenskabsregistrering hvornår en strækning afsluttes.

Skematisk kan dette beskrives således:

Afslut ledningsstrækningen...? Del af topologisk
ledningsmodel
Ikke del af
topologisk
ledningsmodel
  Transmissions- &
Hovedledning
Fælles stikledning
og stikledning
Ved afgreninger til eksakt samme ledningstype Ja Ja
Ved skift i dimension og rørtype Nej Ja
Ved ledningskomponenter som afspærrings- og reduktionsventiler, boosterpumper m.v. Nej Nej

...hvor der overordnet skelnes mellem:

  • transmissions- og hovedledninger, der skal indgå i beregningsmodellen og
  • fælles stikledninger og stikledninger, der ikke skal indgå i beregningsmodellen, men som dog skal registreres så der efterfølgende kan registreres egenskabsoplysninger entydigt på dem i databasen.
    Ved fælles stikledning (eller fordelingsledning) forstås i denne forbindelse en ledning, der forsyner 2 - 5 stikledninger; dog ikke ved storforbrugere.

 

  Knudepunktsstrækninger
(HL og evt. TL)
Øvrige ledninger
(SL og evt. FL og TL)
Afsluttede strækninger Afsluttes i endepunkter og ved overgang til FL eller SL. Afsluttes ved dimensions- og materialeskift.
Tegneretning Væk fra produktionsanlægget. Fra installationen og ud mod FL eller HL.

Eksempelvis følgende figur hvor hver farve illustrerer netop én strækning:

Opsummerende kan således fastslås at hovedledningsstrækningerne afsluttes således ved

afgreninger til andre hovedledningsstrækninger

og ellers ikke...! Se den primære hovedledning der opsplitte i den grønne, violette og orange ledningsstrækning. Igen opsplittes den sekundære hovedledning i den grønne, brune og gule strækning.

En hovedledning går således fra afgrening til afgrening

eller

fra endepunkt til afgrening...!

Fælles stikledningsstrækninger afsluttes ved

- skift i dimension og rørtype
- afgrening til stikledninger

Se i eksemplet den fælles stikledning hvor denne opdeles i en lyseblå, grå og mørkeblå strækning i forbindelse med både skift i rørtype (| = lige tværstreg) og dimensionsskift (/ = skråstreg).

Stikledningsstrækninger er ligesom fælles stikledninger afsluttede strækninger fra afgreningen på hovedledningsnettet eller en fælles stikledning til slutpunktet, skift i rørtype eller dimensionen.

2.5 Aktive komponenter, der skal indtegnes

Understående figur angiver hvilke komponenter der hhv. skal og ikke skal indtegnes for at kunne indgå i ledningsmodellen:

Skal indtegnes geometrisk for
at indgå i ledningsmodellen:
  • Afspærringsventiler
  • Reduktionsventiler
  • Boosterpumper
Skal ikke indtegnes geometrisk
for at indgå i ledningsmodellen:
  • Hydrofor
  • Varmecentral
  • Varmeveksler
  • Omløb

2.6 Specielt vedr. stikledninger

Stikledninger og Fælles stikledninger skal:

  • Tegnes fra brugerinstallationen og ud mod hovedledningen.

  • Evt. symboler (type-/dimensionsskift, afgreningstype m.v.) angives i liniens sidste punkt.

  • Afsluttes for hver type som beskrevet i afsnit 2.4.

Såfremt dette ikke overholdes, kan der opstå situationer hvor registreringen bliver fejlbehæftet, som illustreret herunder (lilla linier er hovedledningskode og blå er stikledningskode):

Hvis der på samme linie (linienummer) påsættes knudepunkter på en del af strækningen (som derved betragtes som hovedledning), vil resten af linien betragtes som stikledning.

3. Modeltrin 2:
Den topologiske ledningsmodel

Med baggrund i den geometriske ledningsmodel dannes den topologiske ledningsmodel på den del af ledningsnettet, der senere ønskes at indgå i de hydraulisk/termiske beregninger hvilket oftest vil sige det i drift værende transmissions- og hovedledningsnet.

Nøglebegrebet ved den topologiske ledningsmodel er knudepunkter, der på én og samme tid kan:

  • afslutte ledningsmodellen i ledningsgrene, der ender blindt,
  • sammenknytte strækninger hvor disse deler sig ved afgreninger og
  • opdele sammenhængende strækninger hvor forholdene ændrer sig (f.eks. ved skift i dimension eller rørtypen) samt
  • definere strømningsretninger.

For at knudepunkter kan opfylde deres funktion bedst ser vi nærmere på deres placering i  afsnit 3.1 Placering af knudepunkter nedenfor samt planlægning af knudepunktsbetegnelserne i afsnit 3.2 Strategi for navngivning af knudepunkter.

På disse nu entydigt knudepunktsdefinerede strækninger kan vi herefter indlægge kvantitative og kvalitative oplysninger for de enkelte strækninger i de relaterede databaser - her primært Hovedledningsregisteret vist på understående figur.

Bemærk i denne forbindelse, at stikledninger er entydigt definerede ved deres linienummer - dette stiller således krav til de anvendte indtegningsprincipper, der bl.a. blev behandlet i afsnit 2.3 Afsluttede strækninger.

3.1 Placering af knudepunkter

Udfra følgende skema ses hvor der hhv. skal, kan og ikke skal placeres knudepunkter:

Skal: Kan: Skal ikke:
  • Endepunkter
  • Afgreninger
  • Reduktioner
  • Skift i rørtype
  • Opdeling af længere ledningsstrækninger
  • Niveauændringer
  • Ved storforbrugere
  • Specialtilfælde
  • Afspærringsventiler
  • Boosterpumper
  • Reduktionsventiler

som her beskrives nærmere:

  • Endepunkter
    At nettet yderste grene afsluttes med et endepunkt indgår implicit i netværksanalyser.
    Det anbefales at knudepunkter i overvejende grad oprettes i de punkter hvor hovedledningen afsluttes og evt. overgår til fælles stikledning eller stikledning til grenens yderste forbrugere.
  • Afgreninger
    Med knudepunkter i afgreningerne bindes forskellige ledningsstrækninger sammen til et netværk. For at der kan oprettes et knudepunkt i afgreninger skal der for hver ledningsstrækning være et punkt i samme koordinat - så husk at hvis der f.eks. snappes vinkelret på en ledning skal der også indlægges et punkt i ledningen, der snappes ind på!
  • Dimensionsskift og skift i rørtype
    Der sker i forbindelse med dimensionsskift og skift i rørtype væsentlige ændringer i de hydraulisk/termiske betingelser. Herudover har det indflydelse på styklistens sammentællinger.
  • Længere ledningsstrækninger
    For længere ledningsstrækningers vedkommende kan en fortætning af knudepunkter give en mere fyldestgørende information om de hydrauliske/termiske forhold på strækningen.
  • Niveauændringer
    Da lægningskoten kan registreres i knudepunkter, skal der oprettes knudepunkter umiddelbart før og efter niveauændringen; derved kan begge koter medregnes ifm. hydraulisk/termiske beregninger.
  • Storforbrugere
    Storforbrugere er én af undtagelserne fra at oprette knudepunkter ved stikledninger. Storforbrug kan sammenholdes med et dimensionsskift hvor det store aftag medfører væsentlig ændring i de hydrauliske betingelser.
  • Specialtilfælde
    Specialtilfælde kan være hyppigt lukkede ventiler hvor bl.a. tryk- og temperaturtemperaturen kan være interessant for de nærmeste forbrugere på begge sider af ventilen. Husk her - ligesom under Afgreninger - at der skal indlægges et punkt i ledningen hvor der er forbrugertilslutning for at der kan indlægges et knudepunkt.
    Ved beregningsmæssigt interessante/specielle punkter som f.eks. forbrugere med væsentligt forbrug, omkring lukkede ventiler, i nærheden af boosterpumper m.v.
  • Afspærringsventiler, boosterpumper og reduktionsventiler
    Der skal ikke oprettes knudepunkter i afspærringsventiler, boosterpumper og reduktionsventiler, da disse specialkomponenters placering automatisk geokodes i digitaliseringsprocessen.

Som udgangspunkt skal der således placeres knudepunkter de steder i ledningsnettet, hvor der sker væsentlige ændringer i de hydrauliske betingelser. Bemærk at for at kunne oprette et knudepunkt skal der være digitaliseret et punkt og ved afgreninger skal der være et fællespunkt for begge ledningsstrækninger.

3.2 Strategi for navngivning af knudepunkter

Se denne side.

4. Modeltrin 3:
Den logisk ledningsmodel

Med baggrund i den topologiske ledningsmodel dannes den logiske ledningsmodel, der er kendetegnet ved:

  • at de entydigt definerede knudepunktsstrækninger kan detailregistreres,
  • at specielle produktions- (varmecentral, hydrofor, varmeveksler m.v.) og distributionskomponenter (afspærringsventil, reduktionsventil, boosterpumpe, omløb) kan identificeres og entydigt placeres,
  • at de enkelte installationers forbrugsbelastninger kan angives på ledningsmodellen.

Med den logiske ledningsmodel åbnes der således bl.a. mulighed for:

5. Modeltrin 4:
Den beregningsmæssige ledningsmodel

Den beregningsmæssige ledningsmodel beskriver den aktuelle simuleringssituation givet ved de aktuelle produktions-, distributions- og forbrugsparametre.

Den aktuelle simuleringssituation er bl.a. beskrevet ved følgende overordnede parametre:

  • Lukkesituationen (lukkede ventiler, afspærrede ledningsstrækninger m.v.)
  • Produktionssituation (aktive værker, tilført effekt, fremløbstemperatur m.v.)
  • Distributionskomponenter (boosterpumpers løftehøjde, reduktionsventiler trykreduktion, flow over omløb m.v)
  • Belastning (de enkelte installationers aftagesituation givet ved aktuel timeeffekt)

Bemærk, at det er muligt at foretage ændringer i en eksisterende beregningsmodel ved:

  • at forlænge eller forkorte ledningsstrækninger ved at tilføje, flytte og slette en ledningsstræknings punkter mellem knudepunkterne (f.eks. nyindmålt eller mere detaljeret linieføring).
  • at ændre ledningslængder ved at flytte knudepunkter indenfor samme ledningsstrækning (f.eks. ved forkert placerede reduktioner).
  • at ændre placeringen af et fælles-knudepunkt dækkende flere ledningsstrækninger uden at slette og genoprette, men kun flytte...!

MEN en beregningsmodel brydes såfremt:

  • Der tilføjes eller slettes knudepunkter.