Интеллектуальное регулирование энергоэффективностью (часть 2)

Получасовая оптимизация ТЭП электростанций.

На электростанциях затраты на топливо по своему удельному содержанию в себестоимости электроэнергии и тепла являются основными. Они составляют как правило до 50-60% всех затрат. Затраты на топливо зависят от количества израсходованного топлива и его цены. Если цена топлива является следствием рыночных отношений, то количество израсходанного топлива для выработки заданного количества тепловой и электрической энергии всецело зависит от качества функционирования электростанции.

Одним из путей увеличения эффективности электростанций является оптимизация загрузки оборудования для выполнения плана по выработке электроэнергии и тепла с минимизацией расхода топлива. Здесь следует иметь ввиду, что электростанция обязательно должна иметь резервы мощности по выработке тепловой и электрической энергии. Т.е., если электростанция работает на максимальной мощности, то говорить об оптимизации вообще бессмысленно. Но электростанция должна иметь резервы, иначе, в случае выхода из строя оборудования, она сорвёт выполнение плана, а это повлечёт за собой огромные финансовые потери. К тому же необходимо учитывать и плановые ремонты оборудования.

На всех электростанциях, как правило, установлено разнотипное оборудование, особенно это касается турбоагрегатов. Одни турбины предназначены только для выработки электроэнергии, другие для электрической и тепловой энергии, но с разными соотношениями по эффективности. Для оптимизации топливных ресурсов более подходят электростанции с поперечными связями, т.е. ТЭЦ.

Оптимизация на электростанциях нужна при прогнозировании и для принятия решений. Но если прогноз, это всего лишь прогноз, то при переходных процессах необходимо оперативно принимать оптимальные решения. Переходные процессы, т.е. переход производства из одного устойчивого состояния в другой на электростанциях возникают постоянно: то выйдет из строя какое-либо оборудование, то поменяется внешняя ситуация на рынке тепла и электроэнергии.

Ниже приведена схематическая модель линейной получасовой оптимизации для 3-х котлов и 2-х турбин, реализуемая Симплексным методом, который встроен в Систему Smart-MES.

K11X1 + 0 + 0 < Q1

0 + K22X2 + 0 < Q2

0 + 0 + K33X3 < Q3

K41X1 + K42X2 + K43X3 < Э1

K51X1 + K52X2 + K53X3 < Э2

K61X1 + K62X2 + K63X3 < T1

K71X1 + K72X2 + K73X3 < T2

K81X1 + K82X2 + K83X3 > Э

K91X1 + K92X2 + K93X3 > T

X1 + X2 + Х3 -> MIN

где: X1,X2,X3 - затраты топлива котлами

Q1,Q2,Q3 - производство пара котлами

Э1,Э2 - выработка электроэнергии турбинами

T1,T2 - отбор теплоэнергии от турбин

Э - отпускаемая электроэнергия

T - отпускаемая теплоэнергия

Kij - коэффициенты

Получасовая оптимизация ТЭП обеспечивает наилучшее управление производством электростанции с минимизацией затрат топлива, а следовательно с максимизацией прибыли.