Аннотация
В научной работе приводится подход к определению экономически целесообразных ремонтных режимов основного оборудования (энергетических котлов и турбогенераторов) промышленных тепловых электростанций, отличительной чертой которых является использование в качетве энергоносителя покупные (природный газ, уголь) и вторичные ресурсы (коксовый, доменный, конвертерный газы), имеющие неблочные тепловые схемы, с генераторами мощностью от единиц до десятков мегаватт.
Разработанная методика оптимизации позволяет составлять оптимальные графики вывода в ремонт генераторов и котлоагрегатов по критерию минимума затрат на выработку свежего пара, необходимого для покрытия тепловой и электрической нагрузки в летний и зимний период работы электростанции. С целью повышения точности в расчетах использовались технико-экономические модели котлоагрегатов и турбогенераторов, представляющие собой зависимости паропроизводительности (для котлов) и мощности (для турбогенераторов) от себестоимости одного кубометра пара. Модели позволяют учитывать разнородность используемого топлива, сезон работы тепловой электростанции, эксплуатационные характеристики оборудования (режимные карты котлов и диаграммы режимов турбогенераторов), что накладывает ограничения на режимы и исключает возможность получения в расчетах аварийных и/или заведомого нереализуемых режимов.
В настоящее время в работе выполнено определение сезона (зима/лето), в котором более экономично отключать оборудование на планово-предупредительный ремонт. Созданный алгоритм реализован в оригинальном программном продукте «КАТРАН», позволяющем осуществлять расчет нормальных, аварийных режимов и проводить оптимизацию установившихся режимов. Внедрение результатов работы в условиях действующего объекта позволит без дополнительных капитальных вложений в оборудование повысить эффективность работы установленных агрегатов и снизить затраты на энергоресурсы
Ключевые слова
Тепловая электростанция, система электроснабжения, турбогенератор, энергетический котел, оптимальный режим, ремонтный режим, планово-предупредительный ремонт.
1. Оптимальное распределение нагрузок между турбогенераторами тепловых электростанций с помощью ЭВМ / Фошко Л.С., Зусманович Л.Б., Флос С.Л., Пальчик В.А., Коневский Б.И. // Электрические станции. 1977. №1. С. 58-60.
2. Щапин Н.М., Юстус В.П. Оптимизация распределения паровых нагрузок между котельной завода и ТЭЦ энергосистемы // Промышленная теплоэнергетика. 1977. №54. С. 43-44.
3. Оперативное распределение нагрузок между котлоагрегатами ТЭЦ с учетом их эксплуатационного состояния / Аминов Р.З., Доронин М.С., Лубков В.И., Голина Р.М. // Электрические станции. 1982. №9. С. 34-35.
4. Летун В.М., Глуз И.С. Оптимальное управление режимом работы электростанций в условиях оптового рынка // Электрические станции. 2003. № 3. С. 8-12.
5. Игуменщев В.А., Малафеев А.В. Оптимизация эксплуатационных режимов систем электроснабжения промышленных предприятий с собственными электростанциями. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2011. 126 с.
6. Анализ переходных процессов в системах электроснабжения промышленных предприятий с собственными электростанциями в режимах выхода на раздельную работу после короткого замыкания / Заславец Б.И., Игуменщев В.А., Николаев Н.А., Малафеев А.В., Буланова О.В., Ротанова Ю.Н. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2009. № 1. С. 60-65.
7. Kondrashova Y.N., Gazizova O.V., Malapheev A.V. Increasing The Efficiency Of Power Resource Management As A Solution Of Issues Of The Power Supply System Stability // Procedia Engineering, 2015, no. 129, pp. 759-763.
8. Буланова О.В. Расчет показателей статической устойчивости систем электроснабжения крупных промышленных предприятий, имеющих в своем составе собственные электростанции // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2006. № 2 (14). С. 37-40.
9. Samoylenko V.O., Korkunova O.L., Pazderin A.V., Novi-kov N.N. Overcurrent Protection Adjustment When Connecting Synchronous Generation To Power Supply Systems // Proceedings of the IEEE International Conference on Industrial Technology Сер. "2015 IEEE International Conference on Industrial Technology, ICIT 2015", 2015, pp. 2368-2373.
10. Анализ надежности оборудования тепловой электростанции при внедрении преобразователей частоты / Карандаев А.С., Корнилов Г.П., Карандаева О.И., Ротанова Ю.Н., Ровнейко В.В., Галлямов Р.Р. // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2009. № 34 (167). С. 16-22.
11. Научные проблемы распределенной генерации / Ерошенко С.А., Карпенко А.А., Кокин С.Е., Паздерин А.В. // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2010. № 11-12. С. 126-133.
12. Eroshenko S.A., Khalyasmaa A.I., Dmitriev S.A., Pazderin A.V., Karpenko A.A. Distributed Generation Siting And Sizing With Implementation Feasibility Analysis // Proceedings of 2013 International Conference on Power, Energy and Control, ICPEC 2013, 2013, pp. 717-721.
13. Оптимизация режима большой электроэнергетической системы методом декомпозиции по активным мощностям электрических станций / Хачатрян В.С., Мнацаканян М.А., Хачатрян К.В., Григорян С.Э.// Электричество. 2008. №2. С.10-22.
14. Safonov, G.P. The Optimization of the Production Process for Electrical Insulation Systems / G.P. Safonov, A.M. Sorokin, A.V. Buldakov, P.V. Vorob’ev // Russian Electrical Engineering, 2007, no. 3, pp. 167-169.
15. Hilber P. Maintenance optimization for power distribution systems. Sweden: Royal Institute of Technology Stockholm, 2008. 125 p.
16. Frangopoulos C.A., von Spakovsky M.R., Sciubba E. A Brief review of Methods for the Design and Synthesis Optimization of Energy Systems // Applied Thermodynamics, 2002, no. 4, pp. 151-160.
17. Варганова А.В. О методах оптимизации режимов работы электроэнергетических систем и сетей // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2017. Т. 17. № 3. С. 76-85.
18. Pazderin A., Yuferev S. Power Flow Calculation By Combination Of Newton-Raphson Method And Newton's Method In Optimization // IECON Proceedings (Industrial Electronics Conference) 35th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, IECON 2009. Сер. "Proceedings - IECON 2009, 35th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society" sponsors: The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), IEEE Industrial Electronics Society (IES), Society of Instrument and Control Engineers (SICE-Japan), University of Porto, Universidade Nova de Lisboa. Porto, 2009, pp. 1693-1696.
19. Pazderin A.V., Yuferev S.V. Steady-State Calculation Of Electrical Power System By The Newton's Method In Optimization // 2009 IEEE Bucharest PowerTech: Innovative Ideas Toward the Electrical Grid of the Future Bucharest, 2009, pp. 5281830.
20. Гурский С.К., Домников С.В. Распределение активной мощности методом гарантированного относительного уровня // Электричество. 1982. №9. С. 10-16.
21. Варганова А.В. Алгоритм внутристанционной оптимизации режимов работы котлоагрегатов и турбогенераторов промышленных электростанций // Промышленная энергетика. 2018. № 1. С. 17-22.
22. Варганов Д.Е., Варганова А.В. Расчет себестоимости свежего пара на крупных тепловых промышленных электростанциях // Электротехнические системы и комплексы. 2016. № 1 (30). С. 24-28.
23. Варганов Д.Е., Варганова А.В., Баранкова И.И. Применение экономико-математических моделей газопоршневых установок с целью повышения эффективности работы энергоузлов с источниками распределенной генерации // Электротехнические системы и комплексы. 2016. №4 (33). С. 29-34.
24. Построение технико-экономических моделей турбогенераторов и котлоагрегатов собственных электростанций промышленных предприятий / Кочкина А.В., Малафеев А.В., Курилова Н.А., Нетупский Р.П. // Электротехнические системы и комплексы. 2013. № 21. С. 247-252.
25. Малафеев А.В., Игуменщев В.А., Хламова А.В. Получение экономико-математических моделей турбогенераторов промышленных электростанций с целью оптимизации режима системы электроснабжения // Электротехнические комплексы и системы управления. 2009. № 4. С. 34-38.