{"id":54492,"date":"2019-12-27T00:00:00","date_gmt":"2019-12-26T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/modelirovanie-raboty-realnoj-tets-dlya-optimizatsii-rezhimov-par-i-matematika"},"modified":"2020-02-18T14:02:30","modified_gmt":"2020-02-18T11:02:30","slug":"modelirovanie-raboty-realnoj-tets-dlya-optimizatsii-rezhimov-par-i-matematika","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/hu\/blog\/administrirovanie\/modelirovanie-raboty-realnoj-tets-dlya-optimizatsii-rezhimov-par-i-matematika","title":{"rendered":"A val\u00f3s T\u00c9C m\u0171k\u00f6d\u00e9s\u00e9nek modellez\u00e9se a rendszerek optimaliz\u00e1l\u00e1s\u00e1hoz: g\u0151z \u00e9s matematika","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"A
\n
\nVan egy nagy T\u00c9C. \u00dagy m\u0171k\u00f6dik, ahogy szokott: g\u00e1zt \u00e9get, h\u0151t termel a h\u00e1zak f\u0171t\u00e9s\u00e9re \u00e9s \u00e1ramot a k\u00f6z\u00fczemi h\u00e1l\u00f3zathoz. Az els\u0151 feladat \u2013 a f\u0171t\u00e9s. A m\u00e1sodik \u2013 eladni az \u00f6sszes el\u0151\u00e1ll\u00edtott \u00e1ramot a nagykereskedelmi piacon. N\u00e9ha, hideg id\u0151ben, tiszta id\u0151ben havaz\u00e1s is el\u0151fordul, de ez a h\u0171t\u0151tornyok m\u0171k\u00f6d\u00e9s\u00e9nek mell\u00e9khat\u00e1sa.<\/p>\n

Egy \u00e1tlagos T\u00c9C p\u00e1r tucat turbin\u00e1b\u00f3l \u00e9s kaz\u00e1nb\u00f3l \u00e1ll. Ha pontosan ismerj\u00fck az elektromos energia \u00e9s a h\u0151termel\u00e9s sz\u00fcks\u00e9ges mennyis\u00e9geit, akkor a feladat a t\u00fczel\u0151anyagk\u00f6lts\u00e9gek minimaliz\u00e1l\u00e1s\u00e1ra reduk\u00e1l\u00f3dik. Ebben az esetben a sz\u00e1m\u00edt\u00e1s az turbin\u00e1k \u00e9s kaz\u00e1nok \u00f6sszet\u00e9tel\u00e9nek \u00e9s terhel\u00e9si sz\u00e1zal\u00e9k\u00e1nak kiv\u00e1laszt\u00e1s\u00e1ra \u00f6sszpontos\u00edt, hogy a berendez\u00e9sek lehet\u0151 legmagasabb hat\u00e9konys\u00e1g\u00e1t \u00e9rj\u00fck el. A turbin\u00e1k \u00e9s kaz\u00e1nok hat\u00e9konys\u00e1ga nagym\u00e9rt\u00e9kben f\u00fcgg a berendez\u00e9s t\u00edpus\u00e1t\u00f3l, a karbantart\u00e1s n\u00e9lk\u00fcli \u00fczemid\u0151t\u0151l, a m\u0171k\u00f6d\u00e9si m\u00f3dt\u00f3l, \u00e9s m\u00e9g sok m\u00e1s t\u00e9nyez\u0151t\u0151l. Van egy m\u00e1sik feladat is, amikor a villamos energia \u00e9s a h\u0151 mennyis\u00e9geinek ismert \u00e1ra mellett el kell d\u00f6nteni, mennyi \u00e1ramot termeljenek \u00e9s adjanak el, hogy maximaliz\u00e1lj\u00e1k a nyeres\u00e9get a nagykereskedelmi piacon. Ebben az esetben az optimaliz\u00e1l\u00e1si t\u00e9nyez\u0151 \u2013 a nyeres\u00e9g \u00e9s a berendez\u00e9s hat\u00e9konys\u00e1ga \u2013 sokkal kevesebb jelent\u0151s\u00e9ggel b\u00edr. Az eredm\u00e9ny egy olyan m\u0171k\u00f6d\u00e9si m\u00f3d lehet, amikor a berendez\u00e9s teljes m\u00e9rt\u00e9kben hat\u00e1stalanul m\u0171k\u00f6dik, de az \u00f6sszes el\u0151\u00e1ll\u00edtott \u00e1ramot maxim\u00e1lis \u00e1rr\u00e9ssel lehet \u00e9rt\u00e9kes\u00edteni. <\/p>\n

Elm\u00e9letben mindez r\u00e9g\u00f3ta vil\u00e1gos \u00e9s sz\u00e9p. A probl\u00e9ma \u2013 hogyan kell mindezt a gyakorlatban megval\u00f3s\u00edtani. Elkezd\u0151d\u00f6tt a berendez\u00e9sek minden egys\u00e9g\u00e9nek \u00e9s az eg\u00e9sz \u00e1llom\u00e1s m\u0171k\u00f6d\u00e9s\u00e9nek szimul\u00e1ci\u00f3s modellez\u00e9se. Meg\u00e9rkezt\u00fcnk a T\u00c9C-re \u00e9s elkezdt\u00fck gy\u0171jteni az \u00f6sszes egys\u00e9g param\u00e9tereit, m\u00e9rve val\u00f3di jellemz\u0151iket \u00e9s \u00e9rt\u00e9kelve m\u0171k\u00f6d\u00e9s\u00fcket k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 \u00fczemm\u00f3dokban. Ezen alapulva pontos modelleket k\u00e9sz\u00edtett\u00fcnk a berendez\u00e9sek m\u0171k\u00f6d\u00e9s\u00e9nek szimul\u00e1l\u00e1s\u00e1ra, \u00e9s ezeket optimaliz\u00e1l\u00e1si sz\u00e1m\u00edt\u00e1sokhoz haszn\u00e1ltuk. El\u0151re szaladva elmondom, hogy k\u00f6r\u00fclbel\u00fcl 4 % val\u00f3di hat\u00e9konys\u00e1got nyert\u00fcnk csak a matematik\u00e1nak k\u00f6sz\u00f6nhet\u0151en.<\/a><\/noindex><\/p>\n

Siker\u00fclt. De miel\u0151tt bemutatn\u00e1nk megold\u00e1sainkat, elmondom, hogyan m\u0171k\u00f6dik a T\u00c9C a d\u00f6nt\u00e9shozatal logik\u00e1ja szempontj\u00e1b\u00f3l. <\/p>\n

Alapvet\u0151 dolgok<\/h3>\n

\nA h\u0151er\u0151m\u0171 f\u0151 elemei a kaz\u00e1nok \u00e9s turbin\u00e1k. A turbin\u00e1k magasnyom\u00e1s\u00fa g\u0151z \u00e1ltal mozgatva forgatj\u00e1k az \u00e1ramtermel\u0151 gener\u00e1torokat, amelyek el\u0151\u00e1ll\u00edtj\u00e1k az elektromos energi\u00e1t. A g\u0151z energi\u00e1j\u00e1nak maradv\u00e1nyai f\u0171t\u00e9sre \u00e9s meleg v\u00edzre mennek el. A kaz\u00e1nok azok a helyek, ahol a g\u0151z keletkezik. A kaz\u00e1n felmeleg\u00edt\u00e9se \u00e9s a g\u0151zturbina felp\u00f6rget\u00e9se sok id\u0151t vesz ig\u00e9nybe (\u00f3r\u00e1kat), ami k\u00f6zvetlen \u00fczemanyag-vesztes\u00e9get okoz. Ugyanez vonatkozik a terhel\u00e9s v\u00e1ltoztat\u00e1s\u00e1ra is. Ezeket a dolgokat el\u0151re kell tervezni. <\/p>\n

A h\u0151er\u0151m\u0171 berendez\u00e9seinek van egy technikai minimuma, amely mag\u00e1ban foglalja a minim\u00e1lis, de ek\u00f6zben stabil m\u0171k\u00f6d\u00e9si m\u00f3dot, amely elegend\u0151 h\u0151mennyis\u00e9get tud biztos\u00edtani az otthonok \u00e9s ipari fogyaszt\u00f3k sz\u00e1m\u00e1ra. Az \u00e1ltal\u00e1ban sz\u00fcks\u00e9ges h\u0151mennyis\u00e9g k\u00f6zvetlen\u00fcl f\u00fcgg az id\u0151j\u00e1r\u00e1st\u00f3l (a leveg\u0151 h\u0151m\u00e9rs\u00e9klet\u00e9t\u0151l). <\/p>\n

Minden egyes aggreg\u00e1tnak van egy hat\u00e1sfok g\u00f6rb\u00e9je \u00e9s egy maxim\u00e1lis hat\u00e9konys\u00e1gi pontja: egy bizonyos terhel\u00e9sn\u00e9l az adott kaz\u00e1n \u00e9s turbina biztos\u00edtja a legolcs\u00f3bb elektromos energi\u00e1t. Olcs\u00f3bb \u2014 a minim\u00e1lis egyedi \u00fczemanyag-felhaszn\u00e1l\u00e1s szempontj\u00e1b\u00f3l. <\/p>\n

A legt\u00f6bb h\u0151er\u0151m\u0171 Oroszorsz\u00e1gban p\u00e1rhuzamos kapcsol\u00e1s\u00fa, amikor az \u00f6sszes kaz\u00e1n egy g\u0151zgy\u0171jt\u0151 rendszerre dolgozik, \u00e9s az \u00f6sszes turbina is ebb\u0151l kapja az energi\u00e1t. Ez rugalmass\u00e1got ad a berendez\u00e9sek terhel\u00e9s\u00e9ben, de megnehez\u00edti a sz\u00e1m\u00edt\u00e1sokat. El\u0151fordul, hogy a telep berendez\u00e9seit k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 g\u0151zgy\u0171jt\u0151kre osztj\u00e1k, amelyek k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 nyom\u00e1s\u00fa g\u0151zt haszn\u00e1lnak. Ha m\u00e9g hozz\u00e1vessz\u00fck a bels\u0151 sz\u00fcks\u00e9gletekre \u2014 szivatty\u00fak, ventil\u00e1torok, h\u0171t\u0151tornyok m\u0171k\u00f6d\u00e9s\u00e9re, \u00e9s elmondhatjuk, hogy a h\u0151er\u0151m\u0171 ker\u00edt\u00e9s\u00e9nek t\u0171nt szaun\u00e1kra \u2014 akkor itt bizony komoly fejt\u00f6r\u00e9st okoz.<\/p>\n

Az \u00f6sszes berendez\u00e9s jellemz\u0151i nem line\u00e1risak. Minden egyes aggreg\u00e1tnak van egy g\u00f6rb\u00e9je, amely a hat\u00e1sfok k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 z\u00f3n\u00e1ival rendelkezik. Ez a terhel\u00e9st\u0151l f\u00fcgg: 70%-os terhel\u00e9sn\u00e9l a hat\u00e1sfok egy, 30%-n\u00e1l pedig m\u00e1s. <\/p>\n

A berendez\u00e9sek jellemz\u0151i elt\u00e9rnek egym\u00e1st\u00f3l. Vannak \u00faj \u00e9s r\u00e9gi turbin\u00e1k \u00e9s kaz\u00e1nok, k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 konstrukci\u00f3j\u00fa aggreg\u00e1tumok. A megfelel\u0151 berendez\u00e9sek kiv\u00e1laszt\u00e1s\u00e1val \u00e9s azok optim\u00e1lis terhel\u00e9s\u00e9vel a hat\u00e1sfok maxim\u00e1lis pontjain cs\u00f6kkenthetj\u00fck az \u00fczemanyag-felhaszn\u00e1l\u00e1st, ami k\u00f6lts\u00e9gmegtakar\u00edt\u00e1shoz vagy nagyobb \u00e1rbev\u00e9telhez vezet. <\/p>\n

\"A
\n<\/p>\n

Honnan tudja a h\u0151er\u0151m\u0171, mennyi energi\u00e1t kell el\u0151\u00e1ll\u00edtani?<\/h3>\n

\nA tervez\u00e9s h\u00e1rom nappal el\u0151re t\u00f6rt\u00e9nik: h\u00e1rom nappal a tervezett berendez\u00e9sek \u00f6sszet\u00e9tele ismertt\u00e9 v\u00e1lik. Ezek azok a turbin\u00e1k \u00e9s kaz\u00e1nok, amelyek be lesznek kapcsolva. K\u00fcl\u00f6n\u00f6sen tudjuk, hogy ma \u00f6t kaz\u00e1n \u00e9s t\u00edz turbina fog m\u0171k\u00f6dni. Nem tudunk m\u00e1s berendez\u00e9st bekapcsolni, vagy a tervezett berendez\u00e9seket kikapcsolni, de a kaz\u00e1nok eset\u00e9ben a terhel\u00e9st a minimumt\u00f3l a maximumig v\u00e1ltoztathatjuk, a turbin\u00e1kn\u00e1l pedig n\u00f6velhetj\u00fck \u00e9s cs\u00f6kkenthetj\u00fck a teljes\u00edtm\u00e9nyt. A maximumr\u00f3l a minimumra val\u00f3 l\u00e9p\u00e9s 15 \u00e9s 30 perc k\u00f6z\u00f6tt v\u00e1ltozik, az adott berendez\u00e9s f\u00fcggv\u00e9ny\u00e9ben. Itt a feladat egyszer\u0171: kiv\u00e1lasztani az optim\u00e1lis \u00fczemm\u00f3dokat \u00e9s azokat figyelembe venni a m\u0171k\u00f6d\u00e9si kiigaz\u00edt\u00e1sok sor\u00e1n. <\/p>\n

\"A
\n
\nHonnan sz\u00e1rmazik ez az berendez\u00e9s \u00f6sszet\u00e9tele?<\/b> Az a t\u0151zsd\u00e9n zajl\u00f3 keresked\u00e9s eredm\u00e9nyek\u00e9nt hat\u00e1roz\u00f3dik meg. Van kapacit\u00e1s- \u00e9s villamosenergia-piac. A kapacit\u00e1s piacon a termel\u0151k p\u00e1ly\u00e1znak: \"Ilyen berendez\u00e9sem van, itt van a minimum \u00e9s maximum teljes\u00edtm\u00e9ny a tervezett karbantart\u00e1s figyelembev\u00e9tel\u00e9vel. Tudunk adni 150 MW-ot ilyen \u00e1ron, 200 MW-ot olyan \u00e1ron, \u00e9s 300 MW-ot amannyi\u00e9rt\". Ezek hossz\u00fa t\u00e1v\u00fa aj\u00e1nlatok. M\u00e1sr\u00e9szt a nagyobb fogyaszt\u00f3k is p\u00e1ly\u00e1znak: \"Annyi energi\u00e1ra van sz\u00fcks\u00e9g\u00fcnk\". A konkr\u00e9t \u00e1rakat akkor hat\u00e1rozz\u00e1k meg, amikor tal\u00e1lkozik az, amit a villamosenergia-termel\u0151k adni tudnak, \u00e9s az, amit a fogyaszt\u00f3k el akarnak venni. Ezt a teljes\u00edtm\u00e9nyt minden \u00f3r\u00e1ra meghat\u00e1rozz\u00e1k.<\/p>\n

\"A
\n
\nA h\u0151er\u0151m\u0171 \u00e1ltal\u00e1ban hasonl\u00f3 terhel\u00e9st visel az eg\u00e9sz szezon alatt: t\u00e9len az els\u0151dleges term\u00e9k a h\u0151, ny\u00e1ron pedig az elektromoss\u00e1g. A jelent\u0151s elt\u00e9r\u00e9sek \u00e1ltal\u00e1ban valamilyen balesethez kapcsol\u00f3dnak a saj\u00e1t \u00e1llom\u00e1son vagy az azon l\u00e9v\u0151, egy \u00e1rz\u00f3n\u00e1n bel\u00fcli szomsz\u00e9dos er\u0151m\u0171vekn\u00e9l. De mindig vannak ingadoz\u00e1sok, \u00e9s ezek az ingadoz\u00e1sok er\u0151teljesen befoly\u00e1solj\u00e1k az \u00e1llom\u00e1s gazdas\u00e1gi hat\u00e9konys\u00e1g\u00e1t. A sz\u00fcks\u00e9ges teljes\u00edtm\u00e9ny el\u00e9rhet\u0151 h\u00e1rom kaz\u00e1n 50%-os terhel\u00e9s\u00e9vel vagy kett\u0151 75%-os terhel\u00e9ssel, \u00e9s meg kell n\u00e9zni, mi a hat\u00e9konyabb. <\/p>\n

A marg\u00f3val kapcsolatban a piac \u00e1rainak \u00e9s az \u00e1ramtermel\u00e9s k\u00f6lts\u00e9geinek alakul\u00e1sa a meghat\u00e1roz\u00f3. A piacon az \u00e1rak \u00fagy alakulhatnak, hogy el\u0151ny\u00f6s lehet az \u00fczemanyag el\u00e9get\u00e9se, de j\u00f3l el lehet adni az \u00e1ramot. Ugyanakkor lehet olyan helyzet, hogy egy adott \u00f3r\u00e1ban a technikai minimumra kell \u00e1t\u00e1llni, hogy cs\u00f6kkents\u00fck a vesztes\u00e9geket. Ezen k\u00edv\u00fcl figyelembe kell venni a k\u00e9szleteket \u00e9s az \u00fczemanyag \u00e1r\u00e1t: a f\u00f6ldg\u00e1z \u00e1ltal\u00e1ban korl\u00e1tozott, m\u00edg a t\u00falk\u00edn\u00e1lati g\u00e1z l\u00e9nyegesen dr\u00e1g\u00e1bb, nem is besz\u00e9lve a f\u0171t\u0151olajr\u00f3l. Mindez pontos matematikai modelleket ig\u00e9nyel, hogy meg\u00e9rts\u00fck, milyen aj\u00e1nlatokat kell beny\u00fajtani \u00e9s hogyan reag\u00e1ljunk a v\u00e1ltoz\u00f3 k\u00f6r\u00fclm\u00e9nyekre. <\/p>\n

Hogyan zajlott ez a mi \u00e9rkez\u00e9s\u00fcnkh\u00f6z k\u00e9pest<\/h3>\n

\nGyakorlatilag pap\u00edron, a berendez\u00e9sek nem t\u00fals\u00e1gosan pontos jellemz\u0151i alapj\u00e1n, amelyek jelent\u0151s elt\u00e9r\u00e9seket mutatnak a t\u00e9nylegesekt\u0151l. Az eszk\u00f6z\u00f6k tesztel\u00e9se ut\u00e1n legjobb esetben ezek az \u00e9rt\u00e9kek plusz-m\u00ednusz 2%-ban elt\u00e9rnek a val\u00f3s\u00e1gt\u00f3l, egy \u00e9v eltelt\u00e9vel pedig m\u00e1r plusz-m\u00ednusz 7-8% k\u00f6r\u00fcli elt\u00e9r\u00e9sek figyelhet\u0151k meg. A tesztel\u00e9seket \u00f6t \u00e9vente hajtj\u00e1k v\u00e9gre, gyakran enn\u00e9l ritk\u00e1bban.<\/p>\n

A k\u00f6vetkez\u0151 szempont az, hogy minden sz\u00e1m\u00edt\u00e1s felt\u00e9teles \u00fczemanyaggal t\u00f6rt\u00e9nik. A Szovjetuni\u00f3ban egy olyan s\u00e9m\u00e1t fogadtak el, amely felt\u00e9teles \u00fczemanyagot vett figyelembe a k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 \u00e1llom\u00e1sok \u00f6sszehasonl\u00edt\u00e1sakor, bele\u00e9rtve a f\u0171t\u0151olajat, a szenet, a g\u00e1zt, az atomenergi\u00e1t stb. Meg kellett \u00e9rteni a k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 gener\u00e1torok hat\u00e9konys\u00e1g\u00e1t, \u00e9s a felt\u00e9teles \u00fczemanyag volt ezen hat\u00e9konys\u00e1g m\u00e9rt\u00e9ke. Az \u00fczemanyag kal\u00f3riatartalm\u00e1val hat\u00e1rozz\u00e1k meg: egy tonna felt\u00e9teles \u00fczemanyag hozz\u00e1vet\u0151legesen egy tonna k\u0151sz\u00e9nnek felel meg. L\u00e9teznek \u00e1tsz\u00e1m\u00edt\u00e1si t\u00e1bl\u00e1zatok k\u00fcl\u00f6nb\u00f6z\u0151 \u00fczemanyagt\u00edpusokhoz. P\u00e9ld\u00e1ul a barnak\u0151sz\u00e9n adatai k\u00f6zel k\u00e9tszer olyan rosszak. Azonban a kal\u00f3riatartalom nem f\u00fcgg az \u00e1rakt\u00f3l. Olyan ez, mint a benzin \u00e9s a d\u00edzel eset\u00e9ben: nem biztos, hogy ha a d\u00edzel 35 rubelbe ker\u00fcl, m\u00edg a 92-es benzin 32 rubel, akkor a kal\u00f3riatartalom szempontj\u00e1b\u00f3l a d\u00edzel hat\u00e9konyabb lesz. <\/p>\n

A harmadik t\u00e9nyez\u0151 a sz\u00e1m\u00edt\u00e1sok bonyolults\u00e1ga. Felt\u00e9telesen a munkat\u00e1rs tapasztalata alapj\u00e1n k\u00e9t-h\u00e1rom lehet\u0151s\u00e9get sz\u00e1m\u00edtanak ki, \u00e9s gyakrabban a hasonl\u00f3 terhel\u00e9sek \u00e9s id\u0151j\u00e1r\u00e1si k\u00f6r\u00fclm\u00e9nyek t\u00f6rt\u00e9neti adatai alapj\u00e1n v\u00e1lasztj\u00e1k ki a legjobb \u00fczemm\u00f3dot. Term\u00e9szetesen a munkav\u00e1llal\u00f3k hisznek abban, hogy a legoptim\u00e1lisabb \u00fczemm\u00f3dokat v\u00e1lasztj\u00e1k, \u00e9s \u00fagy v\u00e9lik, hogy egyetlen matematikai modell sem tudja \u0151ket fel\u00fclm\u00falni. <\/p>\n

Meg\u00e9rkez\u00fcnk. A feladat megold\u00e1s\u00e1hoz elk\u00e9sz\u00edtj\u00fck a digit\u00e1lis ikert \u2014 a h\u0151er\u0151m\u0171 szimul\u00e1ci\u00f3s modellj\u00e9t. Ez azt jelenti, hogy speci\u00e1lis megk\u00f6zel\u00edt\u00e9sekkel szimul\u00e1ljuk az \u00f6sszes technol\u00f3giai folyamatot minden egyes berendez\u00e9s eset\u00e9ben, figyelembe vessz\u00fck a g\u0151z-v\u00edz \u00e9s az energia egyens\u00falyokat, \u00edgy pontos modellt kapunk a h\u0151er\u0151m\u0171 m\u0171k\u00f6d\u00e9s\u00e9r\u0151l. <\/p>\n

A modell l\u00e9trehoz\u00e1s\u00e1hoz az al\u00e1bbiakat haszn\u00e1ljuk: <\/p>\n