Выбор оптимальных режимов работы ТЭЦ со сложным составом оборудования

• Автор: Цыпулев, Денис Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 218 с. : ил.

Оглавление

Список терминов, условных обозначений и сокращений

ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1. Анализ современного состояния энергетики России, обзор технической литературы по проблеме оптимального управления режимами работы ТЭЦ. Постановка задачи исследований

1.1. Основные проблемы энергетики России на современном этапе

1.2. Анализ методов оптимизации для задачи распределения тепловой и электрической нагрузок на электростанциях.

1.3. Обзор работ но оптимизации управления режимами работы ТЭЦ

1.4. Выводы по главе. Постановка задачи исследований

Глава 2. Основные требования к решению задачи оптимального распределения тепловой и электрической нагрузок на ТЭЦ со сложным составом оборудования с учетом работы ТЭЦ на НОРЭМ .
2.1. Основные принципы функционирования оптового рынка электроэнергии и мощности НОРЭМ

2.2. Особенности оптимизации управления ТЭЦ в системе ОАО

Мосэнерго
2.3. Этапы решения задачи оптимизации режимов работы ТЭЦ в рамках функционирования НОРЭМ
2.4. Постановка задачи оптимального распределения тепловой и
электрической нагрузок ТЭЦ в условиях НОРЭМ, целевые функции и ограничения
2.5. Выводы по главе
Глава 3. Разработка алгоритма оптимального совместного распределения тепловой и электрической энергии на ТЭЦ со сложным составом оборудования .
3.1. Постановка задачи оптимизации распределения тепловой и
электрической нагрузок на этапе оперативного управления ТЭЦ.
3.2. Условия и ограничения, накладываемые при решении задачи оптимального распределения тепловой и электрической нагрузок при оперативном управлении ТЭЦ
3.3. Математические методы оптимизации, используемые в алгоритме оптимизации совместного распределения электрической и тепловой нагрузок ТЭЦ со сложным составом оборудования.
3.3.1. Особенности применения метода Лагранжа при совместном распределении тепловой и электрической нагрузки между теплофикационными агрегатами ТЭЦ
3.3.2. Особенности применения метода динамического программирования при совместном распределении тепловой и электрической нагрузки между теплофикационными агрегатами ТЭЦ
3.4. Алгоритм оптимизации совместного распределения тепловой и электрической нагрузок на этапе оперативного управления ТЭЦ со сложным составом оборудования.
3.4.1. Методика построения эквивалентных характеристик групп оборудования ТЭЦ с применением динамического программирования
3.4.2. Методические положения по учету реального состояния оборудования энергоблока при построении энергетических характеристик
3.4.3. Алгоритм оптимального распределения с применением метода множителей Лагранжа
3.5. Выводы по главе.
Глава 4. Практическая реализация алгоритмов оптимизации применительно к оборудованию ТЭЦ ОАО Мосэнерго
4.1. Реализация алгоритма оптимального распределения электрической и тепловой нагрузок на примере характеристик части оборудования
4.1.1. Построение характеристик энергоблоков Т и турбоагрегатов Т.
4.1.2. Построение эквивалентных характеристик нсблочной Т и блочной Т части ТЭЦ.
4.1.3. Применение алгоритма оптимального распределения для характеристик части оборудования ТЭЦ
4.2. Анализ эффективности выбора последовательности нагружения энергоблоков при реализации алгоритма динамического программирования распределения нагрузок
4.3. Реализация алгоритма оптимального распределения электрической и тепловой нагрузок на примере оборудования ТЭЦ
4.3.1. Построение энергетических характеристик оборудования ТЭЦ, а также эквивалентных характеристик групп оборудования.
4.3.2. Применение алгоритма оптимального распределения применительно к условиям ТЭЦ
4.3.3. Сравнение результатов оптимального распределения с результатами расчетов, полученных с помощью программного комплекса I для ТЭЦ
4.4. Особенности программной реализации разработанных методических положений оптимизации распределения нагрузок.
4.5. Выводы по главе.
Заключение.
Список литературы


В последние годы б России начато строительство в широком масштабе ПТУ, отвечающих вышеперечисленным требованиям по экономичности и надежности эксплуатации оборудования. При этом ПТУ отличаются широким разнообразием и сложностью переходных режимов, сложностью управления и оптимизации этих режимов. В соответствии с новой моделью оптового рынка электроэнергии НОРЭМ Постановление Правительства РФ от 9 О совершенствовании порядка функционирования оптового рынка электроэнергии мощности предполагается преобразование регулируемого сектора в систему регулируемых двусторонних договоров. В процессе преобразования будет осуществлен переход к лимитированному объему покупки электроэнергии по регулируемым тарифам через систему двусторонних договоров, с возможностью покупки оставшейся части по свободным ценам нерегулируемым. Кроме того, сектор свободной торговли преобразуется в рынок на сутки вперед. Вводится также новый балансирующий рынок, который позволяет участникам более гибко реагировать на изменения спроса и предложения в темпе фактической поставки. Ежегодные темпы либерализации будут определяться Правительством РФ. При утверждении прогнозов социальноэкономического развития на г. С г. Таким образом, все поставщики становятся участниками единого НОРЭМ и в рамках общего аукциона начнут конкурировать за полный объем генерации на основе поданных ценовых заявок. В условиях работы рынка тепла и электроэнергии важным фактором для ТГК становится возможность оптимального управления режимами работы электростанций и их оборудования с целью минимизации топливной составляющей в себестоимости вырабатываемой электроэнергии, как в оперативном режиме, гак и на сутки вперед. Эго означает, что в рассматриваемый период каждая электростанция должна в каждый момент времени в зависимости от величины требуемой мощности, а также за определенный промежуток времени час, смена, сутки в зависимости от требуемой величины выработки электроэнергии, иметь возможность выйти на оптовый рынок электроэнергии по своим группам точек поставки ГТП с оптимальными показателями. В центре этого процесса стоит задача оптимального распределения нагрузок ОРН между параллельно работающими агрегатами узлами ТГК, группами точек поставки, агрегатами станции. В любой момент времени в энергосистеме может произойти включение или выключение того или иного потребителя, генератора или линий электропередачи, что приводит к дисбалансу между выработкой электроэнергии и потреблением. Для поддержания баланса можно применить плановое изменение нагрузки энергетических единиц энергоблоков или электростанций по заданным графикам нафузок для ГТП. Многочисленные исследования, направленные на решение задачи ОРН базируются на поиске минимальных затрат условного топлива или стоимости топлива. Вместе с тем в последнее время широко обсуждаются учет других важных факторов, таких как наджность работы оборудования. В условиях функционирования НОРЭМ для ТГК с узловой структурой на уровне ТЭЦ стоит задача оптимального распределения нагрузок при заданном составе генерирующего оборудования в пределах каждой ГТП. Задача же оптимизации распределения нагрузок между узлами ТГК и ГТП решается на уровне НП АТС и СО. X и , ,С , Пк М , 2 1. Лгу. А, . ГТП и тепловым веткам соответственно Л, ах, 2т, 2тах допустимые пределы изменения нагрузок х А2Хь,хп М1у. Таким образом, в общем случае мы получили трехкритериальную задачу статической оптимизации 1. Точность и скорость решения задачи оптимизации зависят не только от используемых математических методов, но и от видов статистических характеристик факторов, учитывающихся в задаче таких, как энергетических, надежностных, экологических. В задачах оптимизации используются математические модели энергетических характеристик энергоблоков ТЭС. Расход топлива на энергоблок зависит не только от его тепловой и электрической нагрузки, но и от ряда других факторов характеристик топлива, температуры охлаждающей воды, температуры наружного воздуха, от параметров острого и перегретого пара, подогрева питательной воды в ПВД и ряда других парамегров. Кроме того, на расход топлива влияют тепловая схема установки и структура оборудования собственных нужд 4.