ИнформСистем: Инструменты оптимизации ТЭП электростанции

ООО “Фирма ИнформСистем” разработала и выпустила Инновационную Самонастраиваемую MES-Систему «MES-T2 2010» v.6.313.71 для реализации БЕЗЗАТРАТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ экономии топлива и для увеличения энергоэффективности тепловых электростанций при интеллектуальной автоматизации расчётов ТЭП в реальном времени, и которая призвана обеспечить полную оптимизацию ресурсов ТЭЦ и ГРЭС.

Необходимость оптимизации ТЭП на электростанциях определяется наличием многовариантности принятия управляющего технологического решения эксплуатационным персоналом. Перед электростанцией стоит, казалось бы, простая задача: Выполнить план поставки электроэнергии и тепла на существующем работающем оборудовании при минимуме затрат топлива. В настоящее время до сих пор эту задачу пытается выполнять человек без оперативного учёта ПЕРЕРАСХОДА топлива, т.е. абсолютно впотьмах. Из этого следует, что главенствующая целевая функция по минимизации расхода топлива абсолютно не выполняется.

Здесь следует отметить, что и наличие мощной оптимизации не решает данной проблемы без текущего учёта ПЕРЕРАСХОДА топлива на получасовых интервалах. Оптимизация в данном случае говорит, как надо сделать, а учёт показывает, что же в результате управления получилось, т.е. учёт является обратной связью. Но в настоящее время нет этой обратной связи, следовательно, и нет оптимального управления. А с другой стороны даже при учёте ПЕРЕРАСХОДА топлива, но при отсутствии оптимизации также не может быть этого оптимального управления. Получается очень мрачная картина сегодняшнего дня: нет ни оптимизации ресурсов, ни учёта ПЕРЕРАСХОДА топлива. Отметим также, что учёт ПЕРЕРАСХОДА топлива – это получасовые расчёты фактического расхода топлива минус нормативный расход в реальном времени с предоставлением мониторинга с аналитикой на БЩУ.

А сейчас об инструментах оптимизации ТЭП подробнее. Существует два подхода к оптимизации: участковая и общая. Участковая оптимизация рассматривает только часть оборудования без увязки с другой частью, например, оптимизация загрузки турбин. Общая оптимизация оперирует сразу всей моделью электростанции. Безусловно, общая оптимизация наиболее правильно определяет наилучшее решение, т.к. рассматривает все процессы во взаимосвязи. В MES-Системе реализована именно общая оптимизация.

К инструментам оптимизации можно отнести: Линейную оптимизацию на симплексном методе, Динамическую оптимизацию и ХОП оптимизацию.

ЛИНЕЙНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ. Задача для данной оптимизации представляет собой систему линейных уравнений и целевую функцию. Данная задача не существует где-то в стороне, а непосредственно включается в математическую модель электростанции. Кстати, таких задач линейной оптимизации в расчётах может быть сколько угодно, объединённых в единую модель электростанции для оперативного расчёта в реальном времени фактических и нормативных ТЭП. Все эти системы линейных уравнений решаются модернизированным симплекс-методом, который обязательно приводит к конкретному решению. В этом случае присутствуют две модели: для оптимизации и для учёта.

ДИНАМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ. Данная оптимизация хотя и не присутствует в самом теле математической модели электростанции, но оперирует именно всей этой моделью. Динамический оптимизатор содержит данные определяющих факторов, для которых задаются возможные минимальные и максимальные значения, и данные минимаксной стратегии, для которых задаются минимальные или максимальные значения с ранжированием их по приоритету. Суть динамической оптимизации заключается в том, что для всех определяющих факторов попеременно с определённым шагом задаются значения от минимального до максимального и рассчитываются результирующие показатели на полной модели с их фиксацией. Таким образом, проверяются все сочетания определяющих факторов. Вторым этапом является выбор оптимального варианта из всего многообразия в соответствии с минимаксной стратегией.

ХОП ОПТИМИЗАЦИЯ. Данный вид оптимизации также оперирует с полной моделью электростанции. И в этом, и в выше описанных вариантах модель электростанции представляет собой полный набор расчётов фактических и нормативных ТЭП. ХОП или Характеристика Относительных Приростов это график дифференциалов показателя (dy/dx) от минимального до максимального значения (x), а оптимизация это определение экстремума этого графика. Формулируется же задача следующим образом: Найти такое распределение ресурсов, при котором для увеличения мощности электроэнергии на определённую величину потребуется наименьшее увеличение затрат топлива.

Инновационная MES-Система по всем этим видам оптимизации имеет настраиваемые инструменты, т.е. они не реализованы “в лоб”, а могут легко изменяться в процессе эксплуатации.

Но следует особо остановиться на долях влияния на экономию топлива оптимизации ресурсов и учёта ПЕРЕРАСХОДА топлива. Так, оптимизация ресурсов может дать экономию топлива всего в 3%, а учёт ПЕРЕРАСХОДА топлива имеет возможность сэкономить более 10% топлива. Здесь вырисовывается интересная картина, что при реализации оптимизации ресурсов и без учёта ПЕРЕРАСХОДА топлива даже эти 3% можно и не достичь, т.к. всё может съесть бесконтрольный ПЕРЕРАСХОД топлива. А вот, совместная реализация и учёта ПЕРЕРАСХОДА топлива, и оптимизации ресурсов легко даст экономию топлива в 13%.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ Технологии увеличения энергоэффективности электростанций (экономии топлива) на MES-Системе «MES-T2 2010», позволяющей УДВОИТЬ прибыль ТГК и ОГК, размещено на сайте: http://www.Inform-System.ru.

ДЕМОНСТРАЦИОННАЯ ВЕРСИЯ инновационной MES-Системы «MES-T2 2010» с расчётами фактических и нормативных ТЭП, с минутными и получасовыми расчётами перерасхода топлива и с оперативной аналитикой размещена на сайте: http://www.Inform-System.ru.