Zentral termiko handi bat dago. Ohi bezala funtzionatzen du: gasa erretzen du, etxeak berotzeko beroa sortzen du eta sare orokorrerako elektrizitatea. Lehenengo lana berotzea da. Bigarrena, sortutako elektrizitate guztia handizkako merkatuan saltzea da. Batzuetan, eguraldi hotzean ere, elurra zeru garbi baten azpian agertzen da, baina hozte-dorreen funtzionamenduaren albo-ondorioa da hori.
Batez besteko zentral termikoa dozena pare bat turbina eta galdarak osatzen dute. Beharrezko elektrizitatearen eta beroaren sorkuntzaren bolumenak zehatz-mehatz ezagutzen badira, orduan zeregina erregaiaren kostuak gutxitzea da. Kasu honetan, kalkulua turbinen eta galdararen konposizioa eta karga-portzentajea aukeratzean datza, ekipoen funtzionamenduaren ahalik eta eraginkortasun handiena lortzeko. Turbinen eta galdararen eraginkortasuna ekipamendu motaren, konponketarik gabeko funtzionamendu denboraren, funtzionamenduaren moduaren eta askoz gehiagoren araberakoa da. Bada beste arazo bat, elektrizitatearen eta bero-bolumenak ezagutzen diren prezioak kontuan hartuta, zenbat elektrizitate sortu eta saldu erabaki behar duzunean handizkako merkatuan lan egiteatik etekin handiena ateratzeko. Orduan, optimizazio-faktorea - irabaziak eta ekipoen eraginkortasuna - askoz ere garrantzi gutxiagokoa da. Ondorioz, ekipoak guztiz eraginkortasunik gabe funtzionatzen duen egoera izan daiteke, baina sortutako elektrizitate bolumen osoa marjina maximoarekin sal daiteke.
Teorian, hori guztia aspalditik argia da eta ederra dirudi. Arazoa praktikan nola egin da. Ekipo bakoitzaren eta estazio osoaren funtzionamenduaren simulazio-modelizazioari ekin genion. Zentral termikora iritsi eta osagai guztien parametroak biltzen hasi ginen, haien benetako ezaugarriak neurtzen eta funtzionamendua modu ezberdinetan ebaluatzen. Horietan oinarrituta, ekipo bakoitzaren funtzionamendua simulatzeko eredu zehatzak sortu eta optimizazio kalkuluak egiteko erabili ditugu. Aurrera begira, esango dut matematika hutsez benetako eraginkortasunaren %4 inguru irabazi dugula.
Gertatua. Baina gure erabakiak deskribatu aurretik, CHP-k nola funtzionatzen duen hitz egingo dut erabakiak hartzeko logikaren ikuspegitik.
Oinarrizko gauzak
Zentral elektriko baten elementu nagusiak galdarak eta turbinak dira. Turbinak presio altuko lurrunaren bidez mugitzen dira, eta horrek sorgailu elektrikoak biratzen ditu, elektrizitatea ekoizten dutenak. Gainerako lurrun-energia berokuntzarako eta ur berorako erabiltzen da. Galdarak lurruna sortzen den lekuak dira. Galdara berotzeko eta lurrun-turbina bizkortzeko denbora (ordu) asko behar da, eta hori erregai galera zuzena da. Gauza bera gertatzen da karga aldaketekin. Gauza hauek aldez aurretik planifikatu behar dituzu.
CHP ekipamenduek minimo tekniko bat dute, eta horrek funtzionamendu modu minimo bat barne hartzen du, baina egonkorra, eta bertan etxeei eta industria-kontsumitzaileei bero nahikoa eskaintzeko aukera ematen zaie. Normalean, behar den bero kantitatea zuzenean eguraldiaren araberakoa da (airearen tenperatura).
Unitate bakoitzak efizientzia-kurba bat eta funtzionamendu-eraginkortasun maximoko puntu bat ditu: halako eta halako karga batean, halako galdara eta halako turbina batek elektrizitate merkeena ematen du. Merkea - erregaiaren kontsumo espezifiko minimoaren zentzuan.
Errusiako gure bero- eta elektrizitate-zentral konbinatu gehienek konexio paraleloak dituzte, galdara guztiek lurrun-kolektore batean funtzionatzen dutenean eta turbina guztiak kolektore batek elikatzen dituztenean. Horrek malgutasuna gehitzen du ekipoak kargatzerakoan, baina kalkuluak asko zailtzen ditu. Gertatzen da, halaber, estazioko ekipamendua lurrun-presio desberdineko kolektore ezberdinetan funtzionatzen duten zatietan banatzen dela. Eta barne beharretarako kostuak gehitzen badituzu - ponpen, haizagailuen, hozte-dorreen funtzionamendua eta, zintzoak izan gaitezen, saunak zentral termikoaren hesiaren kanpoaldean - orduan deabruaren hankak hautsiko dira.
Ekipo guztien ezaugarriak ez-linealak dira. Unitate bakoitzak kurba bat du eraginkortasuna handiagoa eta txikiagoa den zonaldeekin. Kargaren araberakoa da: %70ean eraginkortasuna bat izango da, %30ean ezberdina.
Ekipamendua ezaugarrietan desberdina da. Turbina eta galdara berriak eta zaharrak daude, eta diseinu ezberdinetako unitateak daude. Ekipoak behar bezala hautatuz eta eraginkortasunik handiena duten puntuetan modu ezin hobean kargatuz, erregai-kontsumoa murriztu dezakezu, eta horrek kostuak aurreztea edo marjina handiagoak ekarriko ditu.
Nola daki CHP plantak zenbat energia ekoizteko behar duen?
Plangintza hiru egun lehenago egiten da: hiru eguneko epean ekipamenduaren aurreikusitako osaera ezagutzen da. Hauek dira piztuko diren turbinak eta galdarak. Erlatiboki esanda, badakigu gaur bost galdara eta hamar turbina martxan jarriko direla. Ezin dugu beste ekiporik piztu edo aurreikusitakoa itzali, baina galdara bakoitzaren karga minimotik maximora alda dezakegu, eta turbinentzako potentzia handitu eta gutxitu. Gehienetik gutxieneko pausoa 15 eta 30 minutu bitartekoa da, ekipamenduaren arabera. Hemen lana erraza da: hautatu modu optimoak eta mantendu, doikuntza operatiboak kontuan hartuta.
Nondik dator ekipoen osaera hori? Handizkako merkatuko salerosketaren emaitzen arabera zehaztu zen. Ahalmenaren eta elektrizitatearen merkatua dago. Ahalmenaren merkatuan, fabrikatzaileek eskaera bat aurkezten dute: βHorrelako ekipoak daude, hauek dira gutxieneko eta gehienezko ahalmenak, konponketetarako aurreikusitako etenaldia kontuan hartuta. Prezio honetan 150 MW eman ditzakegu, prezio honetan 200 MW eta prezio honetan 300 MWβ. Epe luzerako aplikazioak dira. Bestalde, kontsumitzaile handiek ere eskaerak aurkezten dituzte: Β«Hainbeste energia behar duguΒ». Prezio espezifikoak energia ekoizleek eman dezaketenaren eta kontsumitzaileak hartzeko prest daudenen elkargunean zehazten dira. Edukiera horiek eguneko ordu bakoitzeko zehazten dira.
Normalean, zentral termiko batek gutxi gorabehera karga bera darama denboraldi osoan: neguan lehen produktua beroa da, eta udan elektrizitatea. Desbideratze handiak gehienetan estazioan bertan edo handizkako merkatuko prezio-zona berean dauden aldameneko zentraletan istripu motaren batekin lotzen dira. Baina beti izaten dira gorabeherak, eta gorabehera horiek asko eragiten dute landarearen eraginkortasun ekonomikoan. Behar den potentzia %50eko karga duten hiru galdara edo %75eko karga duten bik har dezakete eta ikusi zein den eraginkorragoa.
Marjinalitatea merkatuko prezioen eta elektrizitatea sortzearen kostuaren araberakoa da. Merkatuan, baliteke prezioak errentagarri izatea erregaia erretzea, baina elektrizitatea saltzea ona da. Edo baliteke ordu jakin batean minimo teknikora joan eta galerak moztu behar izatea. Erregaiaren erreserbei eta kostuari buruz ere gogoratu behar duzu: gas naturala mugatua izan ohi da, eta mugatik gorako gasa nabarmen garestiagoa da, fuel-olioa aipatu gabe. Horrek guztiak eredu matematiko zehatzak behar ditu ulertzeko zein aplikazio aurkeztu eta egoera aldakorrei nola erantzun.
Gu heldu baino lehen nola egiten zen
Ia paperean, ekipoen ezaugarri ez oso zehatzetan oinarrituta, benetakoetatik oso desberdinak direnak. Ekipamendua probatu eta berehala, onenean, % 2 edo % 7 izango dira, eta urtebete igaro ondoren - % 8-XNUMX gehiago edo gutxiago. Probak bost urtean behin egiten dira, askotan gutxiagotan.
Hurrengo puntua da kalkulu guztiak erreferentziazko erregaian egiten direla. SESBn, erregai konbentzional jakin bat kontuan hartu zenean eskema bat hartu zen, fuel-olioa, ikatza, gasa, sorkuntza nuklearra eta abar erabiliz estazio desberdinak alderatzeko. Sorgailu bakoitzaren loroen eraginkortasuna ulertu behar zen, eta ohiko erregaia bera da loroa. Erregaiaren balio kalorifikoaren arabera zehazten da: erregai estandar tona bat ikatz tona baten berdina da gutxi gorabehera. Erregai mota ezberdinetarako bihurketa taulak daude. Adibidez, ikatz marroiarentzat adierazleak ia bi aldiz txarrak dira. Baina kaloria edukia ez dago errubloekin erlazionatuta. Gasolina eta diesela bezalakoa da: ez da egia dieselak 35 errublo balio badu eta 92k 32 errublo balio badu, orduan diesela eraginkorragoa izango da kaloria-edukiari dagokionez.
Hirugarren faktorea kalkuluen konplexutasuna da. Ohikoki, langilearen esperientziaren arabera, bizpahiru aukera kalkulatzen dira, eta, sarriago, aurreko aldietako historiatik modurik onena hautatzen da antzeko karga eta eguraldi baldintzetarako. Berez, langileek uste dute modurik egokienak aukeratzen ari direla, eta uste dute eredu matematikorik ez dituela inoiz gaindituko.
Badatoz. Arazoa konpontzeko, biki digital bat prestatzen ari gara, estazioaren simulazio-eredu bat. Orduan, planteamendu bereziak erabiliz, ekipo bakoitzerako prozesu teknologiko guztiak simulatzen ditugu, lurrun-ura eta energia balantzeak konbinatzen ditugu eta zentral termikoaren funtzionamenduaren eredu zehatza lortzen dugu.
Eredua sortzeko erabiltzen dugu:
- Ekipoen diseinua eta zehaztapenak.
- Ekipoen azken proben emaitzetan oinarritutako ezaugarriak: bost urtean behin estazioak ekipoen ezaugarriak probatu eta hobetzen ditu.
- Prozesu automatizatuen kontrol-sistemen eta kontabilitate-sistemen artxiboetako datuak eskuragarri dauden adierazle teknologiko, kostu eta bero- eta elektrizitate-sorkuntza guztientzat. Bereziki, beroa eta elektrizitatea hornitzeko neurketa sistemen datuak, baita telemekanika sistemetakoak ere.
- Paper-zerrenda eta tarte-diagrametako datuak. Bai, Errusiako zentraletan oraindik ere erabiltzen dira grabazio-ekipoen funtzionamendu-parametroak erregistratzeko metodo analogikoak, eta digitalizatzen ari gara.
- Paperezko erregistroak moduen parametro nagusiak etengabe erregistratzen diren geltokietan, prozesu automatizatuko kontrol sistemako sentsoreek erregistratzen ez dituztenak barne. Lineman lau orduz behin ibiltzen da, irakurketak berridazten ditu eta dena erregistro batean idazten du.
Hau da, zer modutan funtzionatzen zuen, zenbat erregai hornitu zen, zer tenperatura eta lurrun-kontsumoa zen eta irteeran zenbat energia termiko eta elektriko lortu zen datu multzoak berreraiki ditugu. Horrelako milaka multzoetatik, nodo bakoitzaren ezaugarriak biltzea beharrezkoa zen. Zorionez, Data Mining joko honetara jolastu ahal izan dugu denbora luzez.
Horrelako objektu konplexuak eredu matematikoen bidez deskribatzea oso zaila da. Eta are zailagoa da ingeniari buruari frogatzea gure ereduak geltokiaren funtzionamendu-moduak zuzen kalkulatzen dituela. Hori dela eta, ekipoen diseinuan eta ezaugarri teknologikoetan oinarrituta zentral termiko baten eredua muntatu eta arazteko aukera ematen duten ingeniaritza-sistema espezializatuak erabiltzeko bidea hartu genuen. Termoflow softwarea aukeratu dugu TermoFlex konpainia amerikarraren eskutik. Orain Errusiako analogoak agertu dira, baina garai hartan pakete zehatz hau bere klaseko onena zen.
Unitate bakoitzerako, bere diseinua eta ezaugarri teknologiko nagusiak hautatzen dira. Sistemak ahalbidetzen du dena zehatz-mehatz deskribatzeko, bai maila logikoan, bai fisikoan, bero-trukagailuen hodietan dauden gordailuen maila adierazi arte.
Ondorioz, estazioaren zirkuitu termikoaren eredua bisualki deskribatzen da energiaren teknologoen arabera. Teknologoek ez dute ulertzen programazioa, matematika eta modelizazioa, baina unitate baten diseinua, unitateen sarrerak eta irteerak hauta ditzakete eta horien parametroak zehaztu. Ondoren, sistemak berak aukeratzen ditu parametro egokienak, eta teknologoak fintzen ditu, funtzionamendu-modu guztietarako zehaztasun handiena lortzeko. Helburu bat jarri genuen geure buruari: parametro teknologiko nagusietarako ereduaren zehaztasuna %2ko ziurtatzea eta hori lortu genuen.
Hau ez zen hain erraza izan: hasierako datuak ez ziren oso zehatzak, beraz, lehenengo hilabeteetan zentral termikoaren inguruan ibili ginen eta eskuz irakurri genituen egungo adierazleak presio-neurgailuetatik eta modeloa sintonizatu genuen. benetako baldintzak. Lehenik turbinen eta galdararen maketak egin genituen. Turbina eta galdara bakoitza egiaztatu zen. Eredua probatzeko, lantalde bat sortu zen eta zentral termikoko ordezkariak sartu ziren bertan.
Ondoren, ekipamendu guztiak eskema orokor batean muntatu genituen eta CHP eredua osotasunean sintonizatu genuen. Lan bat egin behar izan nuen artxiboetan datu kontraesankor asko zeudelako. Adibidez, %105eko eraginkortasun orokorra duten moduak aurkitu ditugu.
Zirkuitu oso bat muntatzen duzunean, sistemak modu orekatua hartzen du beti kontuan: balantze materialak, elektrikoak eta termikoak osatzen dira. Ondoren, muntatutako guztia moduaren benetako parametroekin bat datorren ebaluatzen dugu, tresnen adierazleen arabera.
Zer gertatu zen
Ondorioz, zentral termikoaren prozesu teknikoen eredu zehatza jaso genuen, ekipoen benetako ezaugarrietan eta datu historikoetan oinarrituta. Horri esker, iragarpenak probaren ezaugarrietan soilik oinarritutakoak baino zehatzagoak izan ziren. Emaitza zentral errealaren prozesuen simulagailu bat da, zentral termiko baten biki digitala.
Simulagailu honek "zer gertatuko balitz..." eszenatokiak aztertzea ahalbidetu zuen, emandako adierazleetan oinarrituta. Eredu hau estazio erreal baten funtzionamendua optimizatzeko arazoa konpontzeko ere erabili zen.
Posible zen lau optimizazio kalkulu ezartzea:
- Estazioko txanda-zuzendariak bero-horniduraren ordutegia ezagutzen du, sistema-operadorearen aginduak ezagutzen dira eta elektrizitate-hornidura-egutegia ezagutzen da: zein ekipamendu hartuko dituen zein karga hartuko dituen gehieneko marjinak lortzeko.
- Ekipamenduen osaera hautatzea merkatuko prezioen aurreikuspenaren arabera: data jakin baterako, karga-egutegia eta kanpoko airearen tenperaturaren aurreikuspena kontuan hartuta, ekipoaren konposizio optimoa zehazten dugu.
- Eskaerak merkatuan egun bat lehenago aurkeztea: ekipoen osaera ezagutzen denean eta prezioen aurreikuspen zehatzagoa dagoenean. Kalkulatu eta eskaera bat aurkezten dugu.
- Orekatze-merkatua egungo egunaren barruan dago jada, ordutegi elektrikoa eta termikoa finkatzen direnean, baina egunean hainbat aldiz, lau orduz behin, negoziazioa abiarazten da orekatze-merkatuan, eta eskaera aurkez dezakezu: Β«Gehitzeko eskatzen dizut. 5 MW nire kargarakoβ. Karga edo deskarga gehigarrien akzioak aurkitu behar ditugu honek gehieneko marjina ematen duenean.
Probak
Proba zuzenak egiteko, geltokiko ekipamenduaren karga-modu estandarrak gure kalkulatutako gomendioekin alderatu behar genituen baldintza berdinetan: ekipamenduaren konposizioa, karga-programazioak eta eguraldia. Hilabete pare batean zehar, eguneko lauzpai orduko tarteak aukeratu genituen ordutegi egonkor batekin. Geltokira etortzen ziren (askotan gauez), geltokia funtzionamendu modura iristeko itxaron zuten eta orduan bakarrik kalkulatu zuten simulazio ereduan. Geltokiko txandako arduraduna denarekin pozik bazegoen, orduan langile eragileak balbulak piztu eta ekipamendu moduak aldatzera bidali zituzten.
Aurretik eta ondorengo adierazleak gertatu ondoren alderatu ziren. Puntako orduetan, egunez eta gauez, asteburuetan eta astegunetan. Modalitate bakoitzean, erregaian aurreztea lortu dugu (zeregin honetan, marjina erregaiaren kontsumoaren araberakoa da). Orduan erregimen berrietara erabat aldatu ginen. Esan beharra dago estazioak azkar sinetsi zuela gure gomendioen eraginkortasunean, eta probak amaitzean gero eta gehiago nabaritu genuen ekipoak aurrez kalkulatutako moduetan funtzionatzen zuela.
Proiektuaren emaitza
Instalazioa: gurutze-konexioak dituen CHP, 600 MW potentzia elektrikoa, 2 Gcal potentzia termikoa.
Taldea: CROC - zazpi pertsona (aditu teknologikoak, analistak, ingeniariak), CHPP - bost pertsona (negozio adituak, erabiltzaile nagusiak, espezialistak).
Gauzatzeko epea: 16 hilabete.
Emaitzak:
- Erregimenak mantentzeko eta handizkako merkatuan lan egiteko negozio-prozesuak automatizatu ditugu.
- Eragin ekonomikoa baieztatzen duten eskala osoko probak egin ditu.
- Erregaiaren %1,2 aurreztu genuen funtzionamenduan kargak birbanatzearen ondorioz.
- Erregaiaren %1 aurreztu da epe laburreko ekipamenduen plangintzari esker.
- DAMn aplikazioen faseen kalkulua optimizatu dugu irabazi marjinalak maximizatzeko irizpidearen arabera.
Azken eragina %4 ingurukoa da.
Proiektuaren amortizazio epea (ROI) 1-1,5 urte bitartekoa da.
Hori guztia inplementatu eta probatzeko, noski, prozesu asko aldatu behar izan ditugu eta estuki lan egin behar izan dugu bai zentral termikoaren zuzendaritzarekin, bai enpresa sortzailearekin, oro har. Baina emaitza merezi izan zuen zalantzarik gabe. Posible zen geltokiaren biki digital bat sortzea, optimizazio-plangintza-prozedurak garatzea eta benetako efektu ekonomikoa lortzea.
Iturria: www.habr.com