Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Оптимизация работы ТЭЦ в условиях оптового рынка электроэнергии и мощности России

# 08, август 2015
DOI: 10.7463/0815.0792934
Файл статьи: SE-BMSTU...o238.pdf (1967.82Кб)
авторы: Чучуева И. А.1, Инкина Н. Е.1

УДК 519.6

1 Россия, Математическое бюро

Работа посвящена актуальной задаче оптимизации работы теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) в условиях функционирования Оптового рынка электроэнергии и мощности России. С 1975 года перед специалистами ТЭЦ стояла задача сокращения затрат на топливо при обеспечении заданного графика тепловой и электрической нагрузок. Критерием оптимальности считали затраты на топливо или расход топлива, которые требовалось минимизировать. Выработанная тепловая и электрическая энергия оплачивалась по тарифу. С началом работы оптового рынка в 2006 году схема оплаты электроэнергии существенно изменилась: выработанная электроэнергия оплачивается по рыночным ценам. В данных условиях новым критерием оптимальности, предлагаемым в работе, становится прибыль, которую требуется максимизировать на заданном горизонте времени. В зависимости от горизонта оптимизации предложены четыре вида срочности задачи: долгосрочная, среднесрочная, краткосрочная и оперативная оптимизации. В работе ясно отражено, что задача минимизации затрат является частным случаем задачи максимизации прибыли. С целью сведения задачи оптимизации работы ТЭЦ в условиях рынка к задаче смешанно-целочисленного линейного программирования проведена линеаризация расходных характеристик паровых и газовых турбин. Ошибка предложенной линеаризации составляет 0,6%. Разработана формальная постановка задачи краткосрочной оптимизации ТЭЦ в условиях рынка. Решение указанной задачи было выполнено при помощи программного продукта IRM (OpenLinkInternational) для семи ТЭЦ ОАО «Квадра»: Дягилевская ТЭЦ, Курская ТЭЦ-1, Липецкая ТЭЦ-2, Орловская ТЭЦ, Курская ТЭЦ СЗР, Тамбовская ТЭЦ, Смоленская ТЭЦ-2. Проведенный вычислительный эксперимент показал, что потенциальная прибыль колеблется от 1,7% до 4,7% от затрат на топливо для различных ТЭЦ, что в 2–3 раза выше, чем аналогичные оценки, полученные при решении задачи минимизации затрат на топливо. Перспективными направлениями работы являются формальная постановка и решение задач среднесрочной и долгосрочной оптимизации в условиях рынка, а также разработка отечественного продукта, решающего задачу в новой поставке.

Список литературы
  1. Филимонова В.А., Бобрицкая И.В. Увеличение маржинальности работы ТЭС. Теория и практика // Энергорынок . 2013. № 10 (115). С . 34-36.
  2. Li Z., Zhao L., Du W., Qian F. Modeling and Optimization of the Steam Turbine Network of an Ethylene Plant // Chinese Journal of Chemical Engineering. 2013. Vol. 21, no. 5. Р . 520-528. DOI: 10.1016/S1004-9541(13)60530-3
  3. Tveit T.-M., Fogelholm C.-J. Multi-period steam turbine network optimisation. Part I: Simulation based regression models and an evolutionary algorithm for finding D-optimal designs // Applied Thermal Engineering. 2006. Vol. 26, no. 10. P. 993-1000. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2005.10.025
  4. Tveit T.-M., Fogelholm C.-J. Multi-period steam turbine network optimisation. Part II: Development of a multi-period MINLP model of a utility system // Applied Thermal Engineering. 2006. Vol. 26, no. 14-15. P. 1730-1736. DOI:10.1016/j.applthermaleng.2005.11.004
  5. Tveit T.M., Savola T., Fogelholm C.-J. Modelling of steam turbines for mixed integer nonlinear programming (MINLP) in design and off-design conditions of CHP plants // Proceedings of the 46th Conference on Simulation and Modeling (SIMS 2005), 13-14 October 2005, Trondheim, Norway. Trondheim: Tapir Academic Press, 2005. Р . 335-344.
  6. Bruno J.C., Fernandez F., Castells F., Grossman I.E. A Rigorous MINLP Model for the Optimal Synthesis and Operation of Utility Plants // Chemical Engineering Research and Design. 1998. Vol . 76, is . 3. P . 246-258. DOI:10.1205/026387698524901
  7. Горнштейн В.М., Мирошниченко Б.П., Пономарев А.В. Методы оптимизации режимов энергосистем. М.: Энергия, 1981. 336 с.
  8. Синьков В.М. Оптимизация режимов энергетических систем. Киев: Вища школа, 1976. 307 с.
  9. Чалбышев А.В. Оптимизация режимов работы ТЭЦ с учетом современных условий их функционирования в составе электроэнергетической системы: дис. … канд. техн. наук. Иркутск, 2015. 158 с.
  10. Султанов М.М. Оптимизация режимов работы оборудования ТЭЦ по энергетической эффективности: дис. … канд. техн. наук. М., 2010. 173 с.
  11. Бердышев В.И., Летун В.М., Волкова Т.В., Глуз И.С. Математическое моделирование: оптимизация режимов работы тепловых электростанций // Вестник Уральского отделения РАН. 2013. № 1. С. 25 - 34.
  12. Карпенко А.П. Современные алгоритмы поисковой оптимизации. Алгоритмы, вдохновленные природой: учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 446 с.
  13. Регламенты Оптового рынка электроэнергии и мощности // Некоммерческое партнерство «Совет рынка»: сайт. Режим доступа:http://www.np-sr.ru/regulation/joining/reglaments/index.htm (дата обращения 30.06.2015).
  14. Gochenour C., Silvennoinen A., Antila H., Pulkkinen R. Regulation of heat and electricity produced in combined heat-and-power plants. World Bank Technical Paper. October, 2003. 130 p.
  15. РД 153-34.0-09.154-99. Положение о нормировании расхода топлива на электростанциях / Министерство топлива и энергетики Российской Федерации. М .: СПО ОРГРЭС , 1999.
  16. РД 34.09.155-93. Методические указания по составлению и содержанию энергетических характеристик оборудования тепловых электростанций / Министерство топлива и энергетики Российской Федерации. М .: СПО ОРГРЭС , 200 0 .
  17. РД 34.09.151-84. Методические указания по составлению энергетических характеристик оборудования и определению расчетных удельных расходов топлива газотурбинных электростанций / Министерство топлива и энергетики Российской Федерации. М .: СПО Союзтехэнерго , 1984 .
  18. Basso M., Giarre L., Groppi S., Zappa G. NARX Models of an Industrial Power Plant Gas Turbine // IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2005. Vol. 13, no . 4. P. 599 - 604. DOI: 10.1109/TCST.2004.843129
  19. Киселев Г.П. Варианты расчета удельных показателей эффективности работы ТЭЦ. М.: Изд-во МЭИ, 2003. 32 с.
  20. Draper N ., Smith H. Applied regression analysis. New York: Wiley, 1 981. 693 p.
  21. Convex hull // Wikipedia. The Free Encyclopedia: website. Режим доступа : http://en.wikipedia.org/wiki/Convex_hull ( дата обращения 30.06.2015).
  22. Mean absolute percentage error // Wikipedia. The Free Encyclopedia: website. Режим доступа : http://en.wikipedia.org/wiki/Mean_absolute_percentage_error (дата обращения 30.06.2015).
  23. IRM: o fficial website. Режим доступа: http://www.olf.com/software/irm/ (дата обращения 30.06.2015).
  24. FICO Xpress // Wikipedia. The Free Encyclopedia: website. Режим доступа : http://en.wikipedia.org/wiki/FICO_Xpress ( дата обращения 30.06.2015).
  25. «Квадра – Генерирующая компания»: официальный сайт. Режим доступа : http://www.quadra.ru / ( дата обращения 30.06.2015). PJSC “Quadra - Power Generation”: official website.
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)