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Enregistrement W3089965263 · doi:10.5194/egusphere-egu2020-11511

A Net Present Value-at-Risk Objective Function for Uncertainty Mitigation in the Design of Hybrid Ground-Coupled Heat Pump Systems

2020· article· en· W3089965263 sur OpenAlexaffabout
Bernard Dusseault, Philippe Pasquier

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineEnergy
ThématiqueGeothermal Energy Systems and Applications
Établissements canadiensPolytechnique Montréal
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésSizingNet present valueFinancial engineeringMonte Carlo methodComputer scienceExpected shortfallCVARReliability engineeringMathematical optimizationRisk analysis (engineering)Risk managementEngineeringProduction (economics)MathematicsEconomics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

<p>The design by optimization of hybrid ground-coupled heat pump (Hy-GCHP) systems is a complex process that involves dozens of parameters, some of which cannot be known with absolute certainty. Therefore, designers face the possibility of under or oversizing Hy-GCHP systems as a result of those uncertainties. Of course, both situations are undesirable, either raising upfront costs or operating costs. The most common way designers try to evaluate their impacts and prepare the designs against unforeseen conditions is to use sensitivity analyses, an operation that can only be done after the sizing.</p><p>Traditional stochastic methods, like Markov chain Monte Carlo, can handle uncertainties during the sizing, but come at a high computational price paid for in millions of simulations. Considering that individual simulation of Hy-GCHP system operation during 10 or 20 years can range between seconds and minutes, millions of simulations are therefore not a realistic approach for design under uncertainty. Alternative stochastic design methodologies are exploited in other fields with great success that do not require nearly as many simulations. This is the case for the conditional-value-at-risk (CVaR) in the financial sector and for the net present value-at-risk (NPVaR) in civil engineering. Both financial indicators are used as objective functions in their respective fields to consider uncertainties. To do that, they involve distributions of uncertain parameters but only focus on the tail of distributions. This results in quicker optimizations but also in more conservative designs. This way, they remain profitable even when faced with extremely unfavorable conditions.</p><p>In this work, we adapt the NPVaR to make the sizing of Hy-GCHP systems under uncertainties viable. The mixed-integer non-linear optimization algorithm used jointly with the NPVaR, the Hy-GCHP simulation algorithm and the g-function assessment methods used are presented broadly, all of which are validated in this work or in referenced publications. The way in which the NPVaR is implemented is discussed, more specifically how computation time can be further reduced using a clever implementation without sacrificing its conservative property. The implications of using the NPVaR over a deterministic algorithm are investigated during a case study that revolves around the design of an Hy-GCHP system in the heating-dominated environment of Montreal (Canada). Our results show that over 1000 experiments, a design sized using the NPVaR has an average return on investment of 126,829 $ with a standard deviation of 18,499 $ while a design sized with a deterministic objective function yields 137,548 $ on average with a standard deviation of 33,150 $. Furthermore, the worst returns in both cases are respectively 35,229 $ and -32,151 $. This shows that, although slightly less profitable on average, the NPVaR is a better objective function when the concern is about avoiding losses rather than making a huge profit.</p><p>In that regard, since HVAC is usually considered a commodity rather than an investment, we believe that a more financially stable and predictable objective function is a welcome addition in the toolbox of engineers and professionals alike that deal with the design of expensive systems such as Hy-GCHP.</p>

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,239
Score d'incertitude au seuil0,917

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,023
Tête enseignante GPT0,229
Écart entre enseignants0,206 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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