D.V. Žukov, Optimizacija načina rada toplinskih mreža velikih sustava daljinskog grijanja. Optimizacija načina rada elektromotora u mrežama s distribuiranom proizvodnjom

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Upotrijebite obrazac u nastavku

Studenti, diplomski studenti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam jako zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

sažetakna ovu temu:

Osnove optimizacije načina rada elektrana i elektroenergetskih sustava

1. Zadaci i kriteriji za optimizaciju načina rada elektroenergetskih sustava

Optimizacija režima rada elektroenergetskih sustava i elektrana jedan je od odjeljaka teorije i metoda upravljanja elektroenergetskim sustavima (EPS). U EPS-u postoje službeni dokumenti o rješavanju sljedećeg broja režimskih zadataka:

Izrada planiranih bilanca proizvodnje i proizvodnje električne energije za različita razdoblja (od minuta do godine) i za različite objekte.

Određivanje obujma i cijena za dugoročnu, kratkoročnu i poslovnu prodaju električne energije, kapaciteta i rezervi.

Izračun mrežnih tarifa uzimajući u obzir gubitke električne energije.

Određivanje cijene električne energije po zonama rasporeda opterećenja i po godišnjim dobima.

Određivanje načina rada termoelektrane (TE).

Određivanje načina korištenja vodeni resursi hidroelektrane (HE).

Izrada generaliziranih energetskih, ekonomskih i troškovnih karakteristika za elektrane i zone napajanja.

Regulacija jalove snage i napona.

Odabir i postavljanje rezervi snage.

Navedeni zadaci nisu kompletan popis zadataka u kojima se izračunava EPS način rada, ali samo pokazuju važnost optimizacije načina rada.

Za praktično rješenje i programsku implementaciju bilo kojeg režimskog zadatka potrebna je njegova formalizacija, koja uključuje pet faza.

Izrada matematičkog modela.

Izbor metode odlučivanja.

Razvoj algoritma rješenja.

Informacijsko modeliranje.

Implementacija softvera.

Svaka izjava problema pretraživanja optimalno rješenje mora ispunjavati najmanje dva zahtjeva:

Problem mora imati najmanje dva moguća rješenja;

Mora se formulirati kriterij za odabir najboljeg rješenja.

S klasifikacijskog stajališta mogu se razlikovati sljedeći zadaci optimizacije: upravljanje radom sustava, upravljanje razvojem sustava i upravljanje tehnološkim procesima.

Matematičko modeliranje. Zadržimo se ukratko na onim pozicijama modeliranja elektroenergetskih problema koji se koriste za njihovo rješavanje. Prilikom izrade modela treba uzeti u obzir samo najvažnije karakteristike sustava. Također je potrebno formulirati logički opravdane pretpostavke, odabrati oblik prikaza modela, razinu detaljnosti i način implementacije. Dvije glavne vrste modela obično se koriste u studijama optimizacije: analitički i regresijski.

Analitički modeli uključuju jednadžbe materijalne i energetske bilance, odnose između Tehničke specifikacije i jednadžbe koje opisuju fizikalna svojstva i ponašanje sustava na razini tehničkih principa.

Prilikom modeliranja važno je jasno definirati granice proučavanog sustava. Oni su postavljeni granicama koje odvajaju sustav od vanjskog okruženja. U procesu rješavanja problema može se postaviti pitanje proširenja granica sustava. Time se povećava dimenzionalnost i složenost modela. U inženjerskoj praksi treba težiti particiji veliki sustavi u relativno male podsustave. Pritom je potrebno biti siguran da takva dekompozicija neće dovesti do pretjeranog pojednostavljenja stvarne situacije.

Ako su svojstva sustava određena i postavljene njegove granice, tada se u sljedećoj fazi modeliranja optimizacijskog problema odabire kriterij (ciljna funkcija) na temelju kojeg je moguće procijeniti ponašanje sustava i izabrati najbolje rješenje. U inženjerskim primjenama obično se primjenjuju kriteriji ekonomske prirode. Kriterij mogu biti i tehnološki čimbenici: trajanje proizvodnog procesa, količina potrošene energije itd. Situacija je često komplicirana činjenicom da je u rješavanju problema potrebno osigurati ekstremne vrijednosti nekoliko suprotstavljenih kriterija. U ovom slučaju se govori o višekriterijskim zadacima.

U sljedećoj fazi modeliranja problema optimizacije potrebno je odabrati nezavisne i zavisne varijable koje bi trebale adekvatno opisati funkcioniranje sustava.

Prilikom odabira nezavisnih varijabli treba:

Razlikovati varijable čije se vrijednosti mogu mijenjati u prilično širokom rasponu i varijable čije su vrijednosti fiksne tijekom procesa optimizacije;

Odaberite parametre na koje utječu vanjski i nekontrolirani čimbenici;

Odabrati nezavisne varijable na način da se sva najvažnija tehnička i ekonomska rješenja odraze u matematičkom modelu problema.

Netočan izbor nezavisnih varijabli može dovesti do dobivanja pseudooptimalnih rješenja.

Zavisne varijable moraju biti povezane s nezavisnim varijablama. Zavisne varijable u pravilu su izlazni parametri modela i određuju se zahtjevima za rezultate rada objekta. Na primjer, potrošnja goriva je nezavisna varijabla, a aktivna snaga elektrane je ovisna. Njihov se odnos ogleda u energetskim karakteristikama elektrane.

Općenito, optimizacijski matematički model uključuje: formalni opis problema; kriterij za rješavanje problema; nezavisne i zavisne varijable; jednadžbe odnosa između nezavisnih i zavisnih varijabli; ograničenja na varijable u obliku jednakosti i nejednakosti (obično su određena gornjom i donjom granicom promjene parametara sustava).

Donošenje odluka u uvjetima izvjesnosti karakterizira nedvosmislen (deterministički) odnos između odluka i njegov ishod. Deterministički sustav može se smatrati sustavom u kojem elementi međusobno djeluju na točno očekivani način.

Deterministički model odražava ponašanje sustava sa stajališta potpune izvjesnosti u sadašnjosti i budućnosti. Ponašanje takvog sustava je predvidljivo ako su poznata trenutna stanja njegovih elemenata i zakoni transformacije informacija koje kruže među njima.

Većina režimskih zadaća u EPS-u samo se uvjetno može smatrati determinističkom. Međutim, u praksi se mnoge od njih rješavaju u ovoj formulaciji, što se objašnjava potrebom za jednoznačnim rješenjima za upravljanje načinima i složenošću, a ponekad i nemogućnošću uzimanja u obzir vjerojatnosti EPS-a povezanih sa samom prirodom događaja. i tehnološkim procesima.

Matematički model optimizacijskog problema općenito uključuje sljedeće komponente.

Ciljna funkcija - kriterij optimizacije

F(X, Y) ekstr(1)

2. Jednadžbe odnosa koje određuju odnos između varijabli:

Ova veza često ima oblik određenih karakteristika objekta, na primjer energetskih karakteristika. Odnos između X i Y može biti eksplicitan ili implicitan.

3. Jednadžbe ograničenja pokazuju dopuštene uvjete za promjenu nezavisnih i zavisnih varijabli i funkcija iz njih:

Xmin? X? Xmax (3)

Ymin? Y? Ymax (4)

hmin? h"(X,Y) ? hmax (5)

Nakon formuliranja optimizacijskog problema potrebno je odabrati metodu optimizacije i metode za uzimanje u obzir ograničenja, što je detaljno opisano u .

U režimskim zadacima koriste se različiti kriteriji optimizacije: tehnički, ekonomski i komercijalni. Mogu se uzeti u obzir udruge, elektroenergetski sustavi, elektrane, poduzeća električne mreže. To uzrokuje niz zadataka i kriterija za optimizaciju načina rada.

Kriteriji za optimizaciju načina rada elektrane unutar stanice. Za elektrane je riješen i najčešće korišten problem unutarstaničke optimizacije režima tehnički kriteriji, kao što su troškovi ili minimalna potrošnja goriva stanice (za hidroelektrane, minimalni vodni resursi)

ili maksimalne učinkovitosti

Optimizacija načina rada usmjerena je na odabir optimalnog sastava radne opreme, aktivnih Pi i reaktivnih Qi snaga jedinica. Problem se rješava u bilo kojem vremenskom intervalu od minuta do godine dana. Prema tim kriterijima gradi se ekvivalentna energetska karakteristika stanica.

Kriterij za optimizaciju načina rada električne mreže. Električna mreža može uključivati ​​jedno ili više mrežnih poduzeća. Pri optimizaciji načina rada električne mreže, kriterij može biti gubitak energije (ili snage) u mreži, odnosno minimalni gubitak aktivne snage:

i minimalni gubitak snage

Prema tim kriterijima može se dobiti ekvivalent optimalna izvedba gubici električne energije.

Kriteriji za optimizaciju režima rada elektroenergetskog sustava.

Prilikom optimizacije EPS načina rada potrebno je uzeti u obzir njegove tehničke i ekonomske značajke: teritorijalni razmjer i mogućnost proizvodnje električne energije. Trenutno optimizacija načina rada ima važnost za subjekte koji posluju na veleprodajnom tržištu električne energije i kapaciteta. Veletržnicom upravlja Administrator trgovačkog sustava, koji na temelju trgovanja formira cjenovnu politiku tržišta u svim vremenskim intervalima. Subjekti veleprodajnog tržišta su elektrane, mrežna poduzeća (JV) i veliki potrošači. Cijene koje deklariraju elektrane (dobavljači energije) određuju potražnju za njihovim kapacitetom i električnom energijom (robom). Ako su cijene visoke, onda roba može biti potpuno ili djelomično nepotražena. Optimizacija režima može se provoditi u različitim zadacima prema kriterijima minimalne cijene za EPS, minimalnih troškova ili maksimalne dobrobiti tržišnih subjekata.

Način rada utječe na troškove i bit će optimalan kada

Ali ako koristimo kriterij minimalne cijene električne energije

tada će se promijeniti energetske bilance u EPS-u. U praksi se češće koristi kriterij (11).

2. Planiranje načina rada elektrana

Operativni troškovi proizvodnje, prijenosa i distribucije električne energije ovise ne samo o vanjskim čimbenicima od kojih su glavni karakteristike i vrijednost priključenog opterećenja, već i o načinu rada električnog sustava na koji se može utjecati putem upravljanja. sustav. Postoji određeni odnos između operativnih troškova 3 i upravljanja načinima rada električnog sustava, koji se može okarakterizirati omjerom

Komponenta 30 uključuje komponente kao što su troškovi plaća za operativno osoblje, trošak skupa mjera za poboljšanje pouzdanosti i učinkovitosti električnih oprema za napajanje na trošak povećati učinkovitost uređaji za pretvorbu i prijenos energije (generatori pare, turbine, generatori itd.). Ovi troškovi su gotovo neovisni o načinu rada električnog sustava, a njihovo smanjenje postiže se naporima pogonskog osoblja elektrana i mrežnih poduzeća.

Druga komponenta 3(P) karakterizira trošak energetskih resursa i ovisi o načinu rada elektroenergetskog sustava, sastavu i opterećenju opreme uključene u rad. Istodobno, glavni nositelji energije su gorivo za termoelektrane i voda za hidroelektrane. Vrijednost 3(P) određena je troškom goriva, uzimajući u obzir njegovu proizvodnju i transport. Rješenje problema upravljanja režimima elektroenergetskog sustava je određivanje upravljačkih radnji koje osiguravaju minimum ukupnih troškova za proizvodnju, prijenos i distribuciju električne energije. Dakle, ovaj problem se svodi na minimiziranje troškova energenata 3(P). Zauzvrat, minimalni trošak goriva može se postići samo uz potpunu optimalnu upotrebu ograničenih rezervi hidroresursa.

Vrijednost ukupnog aktivno opterećenje elektroenergetskog sustava Rn određen je ponašanjem potrošača električne energije i smatra se u elektroenergetskom sustavu zadanim parametrom koji karakterizira vanjski utjecaj. Uzimajući u obzir gubitke snage u elementima mreže, za svaki trenutak vremena mora biti zadovoljen uvjet ravnoteže snage

gdje je PH(t) ukupno opterećenje potrošača; - aktivna snaga i-tog izvora u trenutku t; - ukupni gubici aktivne snage u električnom sustavu u trenutku t. Nepoštivanje uvjeta (13) dovest će do odstupanja frekvencije od nominalne vrijednosti.

Za održavanje nazivne frekvencije mora biti zadovoljen uvjet (13). Optimalno upravljanje normalnim režimima elektroenergetskog sustava sastoji se u ekonomičnoj raspodjeli opterećenja sustava između izvora, t.j. u određivanju vrijednosti Pi(t) koje osiguravaju minimalni trošak energetskih resursa. Istodobno, raspoloživa rezerva hidroresursa Wj određena je prema prirodni uvjeti vodotok (područje sliva, količina oborina i sl.), kao i dodatni uvjeti za plovidbu, rafting drvetom, prolaz riba i sl.

Je li moguće provesti optimalno upravljanje samo na temelju trenutnih informacija PH(t) o opterećenju u danom trenutku? Da biste to učinili, razmotrite odnos između trenutnog i naknadnog načina rada EPS-a kroz kriterij optimalnosti. Dnevni grafikon ukupnog opterećenja (uključujući gubitke snage) za svaki elektroenergetski sustav u tekućoj sezoni godine ima prilično stabilan oblik za radne, neradne, blagdane i predblagdanske dane. Priroda takvog grafa prikazana je na Sl. 1 Grafikon dnevne potrošnje energije aproksimira se postupnim prikazom s vremenskim korakom jednakim 1 satu. Razvoj automatiziranog dispečerskog upravljačkog sustava doveo je do prijelaza s =1 sata na polusatnu pa čak i 15-minutnu aproksimaciju grafa električnog opterećenja Rn(t).

Riža. 1 - Grafikon ukupnog opterećenja EPS-a

Razlika između dnevnog maksimuma Pmax i noćnog minimuma Pmin uvelike ovisi o udjelu industrijske potrošnje električne energije i klimatskim uvjetima. Dio opterećenja P6(t) pokrivaju bazne elektrane, koje uključuju najekonomičnije jedinice kondenzacijskih TE, Atomske stanice, HE u razdoblju poplava, čiji se režim iz ovih ili onih razloga smatra zadanim. Na primjer, za termoelektranu, električni način rada ovisi o rasporedu proizvodnje topline. Ostatak rasporeda električnog opterećenja podijeljen je na poluvršno i vršno. Pokrivenost opterećenja u poluvršnom dijelu obavljaju CPS srednjih parametara, au vršnom dijelu - hidroelektrane, termoelektrane srednjeg tlaka i crpne akumulacijske stanice (PSPP). Dodjela stanica osnovnom, poluvršnom i vršnom dijelu rasporeda električnog opterećenja određena je njihovom upravljivošću i učinkovitošću.

Budući da se razlika između Pmax i Pmin pokaže velikom (ponekad doseže 50% Pmax), sastav proizvodne opreme ne može se mijenjati tijekom dana. Trenuci uključivanja i isključivanja generatora elektrana i njihovo opterećenje ovise o rasporedu potrošnje energije i određuju se ne samo vrijednošću PH(t) u trenutnom vremenu. Stoga problem optimizacije ima integralni karakter.

Uz pretpostavku da nam priroda daje hidroenergetske resurse besplatno, tada je komponenta režima 3(P) određena troškom goriva u vremenskom intervalu T u obliku

gdje je: Bi(t) - potrošnja goriva (vremenska funkcija) i-te termoelektrane, broj elektrana je NT; d: - koeficijent koji uzima u obzir trošak goriva, uključujući njegov transport do i-te stanice.

Zadatak je odrediti takav način rada termoelektrana PTi(t) na intervalu T kako bi se osigurao minimum Z(R). Najčešće se kao vremenski interval T smatra dan (24 sata). Ako ne uzmemo u obzir integralnu prirodu problema optimizacije, onda je sa stajališta danog trenutka uvijek povoljno puniti sve HE u potpunosti, što će, naravno, dovesti do smanjenja troškova goriva u TE. . Međutim, brzo iscrpljivanje hidroresursa dovest će do naknadnih očito neoptimalnih EPS načina (bez sudjelovanja HE). Stoga se minimizacija funkcije (14) mora provesti uzimajući u obzir integralna ograničenja oblika

gdje je: - potrošnja vode (vremenska funkcija) na j-toj hidroelektrani (po satu t); Wj je planirana opskrba (ispuštanje) vode u HE; NG je broj HE. Ako je integralni protok vode veći od volumena vode Wj koja ulazi u rezervoar, to će dovesti do smanjenja razine ispod dopuštene razine, ako je manji, to će dovesti do nakupljanja vode i potrebe za njezinim ispuštanjem, zaobilazeći hidro U ovom slučaju to se postiže dodatnim izgaranjem goriva u TE).

Integralna priroda problema optimizacije određena je ne samo ograničenjima (15) na hidroresurs, već i uvjetima za izbor sastava proizvodne opreme. To je zbog činjenice da se optimalni sastav opreme ne može pronaći samo na temelju trenutnih informacija o opterećenju elektroenergetskog sustava. Potrebno je unaprijed procijeniti njegovo ponašanje za neko vrijeme T. Zamislite da je za uštedu goriva poželjno isključiti jednu ili drugu jedinicu. Međutim, svrsishodnost toga može se utvrditi samo uzimajući u obzir rješenje sljedećeg pitanja. Hoće li se ušteda goriva od gašenja jedinice pokazati većom od dodatnih troškova za njezino naknadno puštanje u rad, a potreba za tim se može razjasniti samo uzimajući u obzir daljnje ponašanje opterećenja i trošenje opreme od dodatnih pokretanja?

U praksi se problem optimizacije režima elektroenergetskog sustava rješava u dvije faze. U prvoj fazi planira se sastav opreme i opterećenje HE na temelju prognoze ponašanja potrošača. U drugoj fazi rješava se problem ekonomične raspodjele opterećenja za zadani sastav opreme. Istodobno, karakteristike protoka Vi = f(Pi) odgovaraju odabranom sastavu opreme za proizvodnju (parogeneratori, turbine, blokovi).

Dakle, zadatak optimizacije EPS moda je pronaći minimum funkcije 3(P) prema (14) u uvjetima ravnoteže snage (13) i bilance vode (15). Integralna priroda optimizacijskog problema predodređuje višestupanjsku prirodu njegovog rješenja kroz predviđanje opterećenja PH(t), planiranje režima rada termo i hidroelektrana za dan PTi(t), PГi(t), tj. planiranje tzv. dispečerskih rasporeda rada elektrana, te promptno ispravljanje tih rasporeda zbog pogrešaka u prognozi opterećenja i neplaniranih izvanrednih promjena u sastavu kako proizvodne opreme tako i električne mreže (ispadi dalekovoda, (auto. )transformatori). Navedena formulacija optimizacijskog problema pokazuje se nepotpunom, jer ne specificira uvjete za pouzdano i kvalitetno napajanje električnih potrošača. Ti su uvjeti postavljeni u obliku niza režimskih ograničenja u obliku nejednakosti.

Navodimo najčešća ograničenja režima:

Aktivne snage stanica variraju unutar

određena, s jedne strane, kapacitetom preopterećenja generatora, as druge strane stabilnošću rada toplinska oprema(na primjer, zapaljene baklje u parogeneratorima) pri smanjenim opterećenjima.

Dostupna jalova snaga generatora općenito ovisi o opterećenju aktivne snage, ali da bi se pojednostavio zadatak, obično se postavlja strogim ograničenjima:

Naponi čvorova također moraju biti postavljeni unutar dopuštenih granica, uzimajući u obzir sposobnost podešavanja transformatora:

Navedena ograničenja često se nazivaju čvornim ograničenjima, budući da se odnose na parametre čvorova. strujni krug sustava. Uz njih, u nekim slučajevima, potrebno je uzeti u obzir i linearna ograničenja struja i tokova snaga dalekovoda ili transformatorskih grana električnog kruga.

od uvjeta zagrijavanja žica i održavanja stabilnosti sustava.

Kontrola čvornih napona i tokova snaga u dalekovodima ili u njihovoj kombinaciji, nazvanim sekcijama, dovodi do potrebe da se u problem optimizacije uključe jednadžbe stacionarnog stanja:

upravljanje stanicama električne mreže

gdje je: Si - ukupna nodalna snaga jednaka Si = SGj - SHi; SGj - generirana ukupna snaga TE ili HE; SHi - ukupna potrošnja energije; Yij - međusobna vodljivost i i j čvorova električnog kruga; n je broj čvorova u EPS-u bez balansne elektrane, čiji napon na sabirnicama mora biti podešen Un+1.

U jednadžbama (20) indeks t je izostavljen, ali se mora imati na umu da su svi parametri električnih modova vremenski promjenjivi - Uj(t), SHi(t) itd.

Cjelokupni zadatak optimizacije velikih energetskih sustava toliko je složen da unatoč visokom stupnju sofisticiranosti računalnih objekata mora se pojednostaviti, naravno, do te mjere da se spriječi značajna pogreška u rješenju. Prije svega, to se tiče podjele ovog zadatka u faze:

Odabir sastava opreme (određivanje grafa stanja proizvodne opreme tijekom dana);

Optimizacija EPS načina rada za zadani sastav opreme.

Zauzvrat, optimizacija EPS načina rada, koji sadrži toplinske i hidrauličke stanice, podijeljena je na:

samostalno planiranje režima hidroelektrana;

samostalno planiranje načina rada termoelektrana.

U nekim slučajevima, kako bi se postigla potrebna točnost optimizacije, ova dva procesa se povezuju u iterativni ciklički proces, ali rijetko kada se napravi više od dva takva ciklusa. Za početni raspored HE (npr. preuzet od prethodnog dana) određuje se optimalni režim rada TE. Nakon toga se specificira HPP način rada i ponovno TPP način rada.

Integralna ograničenja (15) unose značajnu komplikaciju u problem optimizacije, budući da treba ga u cjelini smatrati integralnim, t.j. uz pronalaženje minimuma ukupnih troškova u intervalu planiranja, najčešće dnevno. Ako se dnevni raspored opterećenja aproksimira s korakom od 1 sata, tada je T=24. U nizu elektroenergetskih sustava razmatraju se polusatni intervali i T=48.

Ovdje treba obratiti pozornost na sljedeću važnu okolnost. Ako u EPS-u nema hidroelektrana (sustav se može smatrati toplinskim, koji se sastoji samo od TE), tada se funkcija (14) zapisuje u obliku

dobivamo takozvano svojstvo odvojivosti, za koje vrijedi jednakost "minimum zbroja jednak je zbroju minimuma":

To znači da optimalni način intervala prvog sata ne ovisi o načinu drugog intervala i tako dalje. Posljedično, složeni problem integralne optimizacije podijeljen je na T (broj intervala) neovisno više jednostavni zadaci, od kojih svaki ima svoj minimum.

Nakon optimizacije EPS načina rada za svaki od T intervala, na kraju se dobivaju dispečerski rasporedi rada svih elektrana u obliku prikazanom na sl. 2.

Riža. 2 - Raspored otpreme elektrane

Zadaća planiranja režima rada elektrana u smislu aktivne snage usko je povezana sa zadatkom određivanja naponskih razina kontrolnih točaka elektroenergetskog sustava. Činjenica je da vrijednost gubitaka snage P, što dovodi do ravnoteže, ovisi ne samo o, već i o generiranoj jalove snage, koja zauzvrat određuje razine napona i strujno opterećenje vodova. Zajedničko rješenje oba problema naziva se složena optimizacija EPS načina rada.

Književnost

1. Optimizacija načina rada elektroenergetskih sustava: Udžbenik / P.I. Bartolomey, T.A. Panikovskaja. Ekaterinburg: USTU - UPI, 2008. - 164 str.

2. Makoklyuev B.I. Analiza i planiranje potrošnje energije. - M.: Energoatomizdat, 2008. - 296 str.

3. T.A. Filippova i dr. Optimizacija načina rada elektrana i energetskih sustava: Udžbenik / T.A. Filippova, Yu.M. Sidorkin, A.G. Rusina; - Novosib. država tech. un-t. - Novosibirsk, 2007. - 356 str.

4. Hijerarhijski modeli u analizi i upravljanju režimima elektroenergetskih sustava / O.A. Sukhanov, Yu.V. Šarov - M.: Izdavačka kuća MPEI, 2007. - 312 str.

5. Lykin A.V. Električni sustavi i mreže: Proc. džeparac. - M.: Sveučilišna knjiga; Logos, 2006. - 254 str.

6. Filippova T.A. Energetski načini elektrana i elektroenergetskih sustava: Udžbenik - Novosibirsk: Izdavačka kuća NGTU, 2005. - 300 str.

Hostirano na Allbest.ru

Slični dokumenti

Karakterizacija glavnih metoda za rješavanje problema nelinearnog programiranja. Značajke optimizacije trenutnog načina potrošnje energije jalove snage. Proračun mreže, kao i analiza optimalnih načina potrošnje energije za OAO "MMK im. Ilyich".

magistarski rad, dodan 03.09.2010


Modeliranje različiti načini rada električne mreže naftnih polja Južnog Vasyugana JSC "Tomskneft". Proračun načina maksimalnog i minimalnog opterećenja elektroenergetskog sustava. Kvaliteta električne energije i njezin utjecaj na gubitke u električnim instalacijama.

rad, dodan 25.11.2014


Odabir nazivnog napona mreže, snage kompenzacijskih uređaja, presjeka žica nadzemnih dalekovoda, broja i snage transformatora. Proračun ekvivalentnog kruga električne mreže, način maksimalnog, minimalnog i hitnog opterećenja.

seminarski rad, dodan 25.01.2015


Proračun izvora harmonijskih oscilacija. Određivanje rezonantnih modova električnog kruga. Proračun prijelaznih procesa klasična metoda. Određivanje stabilnih vrijednosti napona i struja u električnim krugovima pod nesinusoidnim udarom.

seminarski rad, dodan 18.11.2012


Istraživanje linearnog električnog kruga: proračun izvora harmonijskih oscilacija i četveropola sa sinusoidnim učinkom; određivanje parametara rezonantnih modova u krugu; vrijednosti napona i struja pod nesinusoidnim djelovanjem.

seminarski rad, dodan 30.08.2012


Uređaji i karakteristike elektroenergetskih sustava. Sustavi napajanja za industrijska poduzeća. Prednosti spajanja u elektroenergetski sustav u odnosu na odvojeni rad jedne ili više elektrana. Shema protočne hidroelektrane.

prezentacija, dodano 14.08.2013


Formiranje čvornih i konturnih jednadžbi stacionarnih načina rada električne mreže. Proračun ponderiranog režima, režima električne mreže čvornim i nelinearnim čvornim jednadžbama pri postavljanju opterećenja u kapacitetima iterativnim metodama.

seminarski rad, dodan 21.05.2012


Bit tehničko-ekonomske opravdanosti razvoja elektrana, mreža i sredstava njihova rada. Odabir sheme, nazivnog napona i glavne električne opreme vodova i trafostanica mreže. Proračun načina rada i parametara mreže.

seminarski rad, dodan 05.06.2012


Opće karakteristike jugoistočnih električnih mreža. Izrada ekvivalentnog kruga i izračunavanje njegovih parametara. Analiza utvrđenih načina rada. Razmotrite načine za poboljšanje razine napona. Pitanja o gospodarskom dijelu i zaštiti rada.

rad, dodan 13.07.2014


Modeli opterećenja dalekovoda. Razlozi nastanka uzdužne asimetrije u električnim mrežama. Kapacitet trofazne linije. Induktivnost dvožične linije. Simulacija načina rada četverožičnog sustava. Protok struje u zemlji.

Relevantnost teme. Za isticanje načina rada elektromotora na kompresorskoj stanici (hitno, normalno, samopokretanje) itd. Ovaj problem se ogleda u djelima mnogih autora: D.P. Petelina, I.D. Syromyatnikova, B.N. Abramovič, I.D. Lishchenko, V.A. Venikova, F.G. Huseynova, N.I. Voropay i drugi znanstvenici. U djelima N.D. Abdullaev, V.F. Šumilova, G.R. Schwartz i dr. razmatrali su pitanja sinteze prikladnih ARV sustava pod preopterećenjima. Međutim, misija optimizacije SD ARV sustava, sintetizirajući prikladne akcije, ostaje otvorena. Osim toga, važnom se smatra konstrukcija digitalnih uzbudnika SD GPA.

Glavni cilj rada je optimizacija načina rada elektromotora u mrežama s distribuiranom proizvodnjom.

Rad elektromotora temelji se na principu elektromagnetska indukcija. Elektromotor uključuje stator (fiksni dio) i rotor (armatura ako je riječ o istosmjernom stroju) (pokretni dio). S električnom strujom (ili trajni magneti) u motoru se javljaju stacionarna i/ili rotirajuća magnetska polja.

Posebnost elektromotora je svojstvo reverzibilnosti: svaki električni generator je sposoban obavljati zadaće motora i obrnuto, au bilo kojem transformatoru i električnom strojnom pretvaraču električne energije smjer pretvorbe energije može se obrnuti. Unatoč tome, svaki rotirajući stroj u pravilu je dizajniran za samo jedan način rada (na primjer, kao motor ili generator). Na isti način, jedan od namota transformatora igra ulogu prijamnika električne energije (primarni namot), a drugi je odgovoran za prijenos energije (sekundarni namot). To ga čini mogućim najbolji način prilagoditi elektromotor zadanim uvjetima rada i maksimalno iskoristiti materijale, t.j. postići najveću snagu po jedinici težine elektromotora.

Električni motori su toliko česti u proizvodnji i svakodnevnom životu da su iskusni dizajneri ili servisno osoblje poduzeća dobro upućeni u principe i načine njihovog rada. No, prosječni potrošač, pa čak i neki drugi inženjeri, malo griješe u poznavanju principa rada i rada električnih strojeva te čine klasične pogreške koje mogu značajno naštetiti električnom stroju. Razmotrite pet glavnih pogrešaka u odabiru i radu električnih strojeva.

Lagano pregrijavanje neće imati značajan utjecaj na elektromotor

Ovo je jedna od najpopularnijih zabluda. Za one koji su se bavili odabirom i proračunom elektromotora, poznato je da su elektromotori podijeljeni u klase izolacije namota. Ove klase normaliziraju maksimalne temperature namota tijekom rada elektromotora. Ako se temperatura prekorači, izolacija se počinje raspadati brže nego tijekom normalnog rada, čime se smanjuje životni vijek stroja. Ponekad takvo pregrijavanje može smanjiti vijek trajanja za više od pola, a da pritom ne dovede do trenutnog kvara stroja.

Česti startovi neće oštetiti motor

Električni motori imaju takvu stvar kao što je dopušteni broj pokretanja po satu. Ako je ova vrijednost prekoračena, to također neće povećati vijek trajanja električnog stroja. Tijekom izravnog pokretanja, vršne (startne) struje stvaraju dodatnu toplinu, koja se raspršuje tijekom rada električnog stroja. Ali ako vrijeme parkiranja električnog pogona ili njegov rad u nominalnom načinu rada nije dovoljno da se temperatura namota vrati u normalu, to će također uzrokovati dodatno pregrijavanje.

Poboljšanje faktora snage omogućuje dobre uštede

Da, poboljšanje faktora snage (cos φ) štedi nešto energije, ali ne mnogo (ovisno o snazi). Ako je elektromotor male snage ili ne plaćate potrošnju jalove snage, tada nećete ostvariti uštede. Količina ušteđene jalove energije ovisi o nekoliko čimbenika, kao što su duljina i vrsta spojnih kabela, broj transformatora i količina tereta spojenog paralelno s motorom i gdje se nalazi kompenzacijski uređaj.

Električni motori imaju široku primjenu zbog niza svojih prednosti, kao što su: energetski pokazatelji, jednostavnost opskrbe i povrata energije, mogućnost izrade elektromotora različitih kapaciteta, brzina vrtnje i povrh svega jednostavnost održavanja i lakoća rukovanja.

Energija koja se gubi u elektromotorima dovodi do zagrijavanja njihovih pojedinih dijelova. Kako bi elektromotor izdržao što dulje, grijanje se mora ograničiti. Električni izolacijski materijali su najosjetljiviji na zagrijavanje, a ovisno o njihovoj kvaliteti, prihvatljive razine grijanje elektromotora. Također morate voditi računa o stvaranju dobri uvjeti odvođenje topline i hlađenje elektromotora.

S povećanjem opterećenja električnog stroja povećavaju se gubici energije i povećava se razina zagrijavanja stroja. S tim u vezi, najveća snaga opterećenja stroja određuje se ovisno o dopuštenoj vrijednosti njegovog zagrijavanja, kao i o mehaničkoj čvrstoći njegovih pojedinih dijelova, uvjetima prikupljanja struje na kliznim kontaktima itd.

Naponski način rada elektromotora naizmjenična struja u odnosu na elektromagnetska opterećenja (veličina magnetske indukcije, gustoća struje i sl.), gubitke energije i zagrijavanje određuje se ne aktivnom, već ukupnom snagom, jer veličina magnetski tok u stroju ovisi o ukupnom naponu, a ne o njegovom aktivnom dijelu. Korisna snaga za električni stroj naziva se nazivna. Preostale vrijednosti, koje također karakteriziraju rad elektromotora pri danoj snazi, također se nazivaju nominalnim. Među njima nazivna struja, napon, brzina vrtnje, učinkovitost i druge veličine (za stroj izmjenične struje - nazivna frekvencija i faktor snage).

Postoje sljedeći načini rada motora pod preopterećenjem, ovisno o njegovom trajanju: dugotrajni, privremeni i povremeni.

U kontinuiranom radu, motor radi bez prekida, osim toga, razdoblje rada je toliko aktivno da zagrijavanje motora doseže stalnu temperaturu.

Dugotrajno preopterećenje može biti fiksno ili promjenjivo. U prvom slučaju temperatura se ne mijenja, u 2. slučaju mijenja se zajedno s promjenom preopterećenja. Uz malo promjenjivo preopterećenje u ovom načinu rada rade motori transportera, pilana itd., s promjenjivim dugotrajnim preopterećenjem rade motori raznih strojeva za obradu metala i drva.

U kratkotrajnom načinu rada, motor se nema vremena zagrijati do stabilne temperature, ali se tijekom pauze ohladi na temperaturu okoliš. Trajanje kratkoročnog rada GOST-a za električni automobili postavlja iste 10, 30, 60 i 90 min.

U intermitentnom načinu rada motor se nema vremena zagrijati na zadanu temperaturu tijekom razdoblja rada, a tijekom pauze nema vremena da se ohladi na temperaturu okoline. U ovom načinu rada motor radi s konstantnim izmjeničnim razdobljima rada pod preopterećenjem i u praznom hodu ili pauzama.

Budući da su glavni potrošači električne energije u poduzećima istosmjerni i izmjenični električni pogoni, ukratko ćemo razmotriti podrijetlo gubitaka snage u stacionarnim i prijelaznim načinima rada. podesivi električni pogoni. Poznato je da je izbor jedne ili druge metode podešavanja brzine motora vođen, u konačnici, njegovom učinkovitošću. NA sadašnjost smatra se ekonomičnijim primanje kontrole brzine prema UP-D sustavu (upravljani pretvarač-motor). Ovom metodom, prema potrebnoj mehaničkoj snazi, izvor dodjeljuje potrebnu električnu snagu. UP-D sustavi uključuju sustave s istosmjernim motorima i sustave upravljanja frekvencijom s asinkronim motorima na izmjeničnu struju. Za istosmjerne motore s neovisnom uzbudom, fiksne troškove sastoje se od troškova u uzbudnom krugu, mehaničkih troškova i dodatnih gubitaka u čeliku. 1 PSTU, doktor tehničkih nauka znanosti, prof. 2 PSTU, čl. učitelj, nastavnik, profesor

Prijelazni procesi (ubrzanje i usporavanje) izvode se metodom glatke promjene napona napajanja za istosmjerne motore. Za motore s prijemom kontrole frekvencije, u isto vrijeme, frekvencija se također mijenja s naponom. Financijska razmatranja smatraju se glavnim aspektom za odabir metode upravljanja brzim načinima rada glavnog pogonskog motora. U slučaju da je financijski rezultat od uvođenja racionalnih sustava upravljanja veći od rezultata uštede električne energije, bit će prirodno donijeti odluke u korist povećanja produktivnosti uređaja, uključujući povećanje potrošnje električne energije. Ipak, čak i pod ovim uvjetima postoje značajne rezerve za uštedu električne energije. Rješenje poteškoća leži u proučavanju i uvođenju učenja adaptivnih sustava upravljanja za režime rada elektromotornih pogona valjaonica.

Za produktivan i dobro koordiniran rad bilo koje industrijske opreme potrebno je imati snažan elektromotor, koja preuzima cijeli proizvodni dio. Motori su ti koji postavljaju nazivnu snagu, koja osigurava rotaciju ventilatora ili rad crpke. Modeli motora razlikuju se po opsegu i vrsti. U bilo kojoj internetskoj trgovini možete pronaći popis mnogih modela jednofaznih motora, trofaznih motora i motora otpornih na eksploziju.

Svaka takva jedinica za napajanje odgovorna je za niz posebnih funkcija i dizajnirana je za pružanje određene razine snage. Osim toga, svi su motori izrađeni prema sličnim specifikacijama, pa će bez obzira na marku ili datum razvoja imati slične dizajnerske značajke u izgledu i obliku, što im omogućuje da se ugrade na bilo koje mjesto, čak i tamo gdje postoje problemi s nedostatkom besplatnih prostor, prostor.

Dakle, vrijedno je napomenuti da su glavne rezerve uštede električne energije sadržane u proučavanju i poboljšanju energetsko-energetskih karakteristika industrijske električne opreme i kontroli načina rada ove opreme na temelju uvođenja adaptivnih sustava upravljanja. Ovisno o načinu rada motora mijenja se količina potrošene energije.

Bibliografija:

1. Karasevich A.M., Sennova E.V., Fedyaev A.V., Fedyaeva O.N. Učinkovitost razvoja malih termoelektrana na plinskoturbinskim i dizelskim elektranama u plinofikaciji regija // Teploenergetika, 2000, br. 12, str. 35-39.
2. Energija XXI stoljeća: uvjeti razvoja, tehnologije, prognoze / L.S. Belyaev, A.V. Lagerev, V.V. Posekalin; Rep. izd. N.I.Voropai. Novosibirsk: Nauka, 2004, 386 str.
3. Bayegan M.A. Vizija mreže budućnosti // IEEE Power Engineering Review, 2001, Vol.21, No.12, str. 10-12 (prikaz, stručni).

Optimizacija načina rada toplinskih mreža odnosi se na organizacijske i tehničke mjere koje ne zahtijevaju značajne financijske troškove za provedbu, ali dovode do značajnog ekonomskog rezultata i smanjuju troškove goriva i energije.

Gotovo sve strukturne jedinice„Toplinske mreže“, koje razvijaju optimalne termohidraulične režime i mjere za njihovu organizaciju, analiziraju postojeće režime, provode razvijene mjere i prilagođavaju sustave automatskog upravljanja (ACS), te promptno upravljaju režimima i kontroliraju potrošnju toplinske energije. energija itd.

Razvoj načina rada (tijekom razdoblja grijanja i negrijavanja) provodi se godišnje, uzimajući u obzir analizu načina rada toplinskih mreža u prethodnim razdobljima, pojašnjenje karakteristika toplinskih mreža i sustava potrošnje topline, očekivano priključenje toplinske mreže. nova opterećenja, planovi remont, rekonstrukcija i tehničku preopremu. Koristeći ove informacije, provode se termohidraulički proračuni s popisom mjera podešavanja, uključujući izračun uređaja za gas (membrane za gas i mlaznice dizala). Proračun prigušnih uređaja provodi se za svaku toplinsku jedinicu, uzimajući u obzir smanjenje temperature rashladne tekućine zbog gubitka toplinske energije kroz cjevovode od izvora do toplinske jedinice. Proračuni za razdoblje grijanja provode se u 3 načina: puštanje u rad (omjer udjela opskrbe toplom vodom otvorenog kruga iz dovodnog i povratnog cjevovoda je 60 odnosno 40%, zbog čega se promjeri određuju se prigušni uređaji, zimski (pri projektnoj temperaturi vanjskog zraka i opskrbe toplom vodom otvorenog kruga 100 % od povratnog cjevovoda) i prijelazni (pri vanjskoj temperaturi koja odgovara početku/kraju razdoblja grijanja i otvoreni krug PTV 100% iz dovodnog cjevovoda). Prilikom proračuna u posljednje dvije godine na obračunska (ugovorna) opterećenja primjenjuju se rastući ili opadajući koeficijenti, utvrđeni stvarnom potrošnjom toplinske energije. Uzimanje u obzir stvarnih toplinskih opterećenja omogućuje točniji izračun načina rada, podešavanje i, u konačnici, minimiziranje odstupanja od izračunatih načina rada.

Razvoj načina rada toplinskih mreža u posljednjih 10 godina provodi se korištenjem softver SKF-TS. Po sustavu daljinsko grijanje formiran grad Omsk detaljan dijagram toplinske mreže i bazu podataka koja sadrži karakteristike svih elemenata sheme (dionice magistralnih i unutarčetvrtnih cjevovoda, pumpna oprema, zaporni i regulacijski ventili, PNS, TsTP i TPNS, priključne sheme i opterećenja toplinskih jedinica (potrošača). Trenutno baza podataka sadrži karakteristike više od 130 tisuća elemenata (slika).

Uz izračun optimalnih načina rada i razvoj mjera prilagodbe, SKF-TS također omogućuje operativnom i inženjerskom osoblju da izvrši sljedeće u jednom informacijskom prostoru:

1) analiza tehničkom stanju sustavi opskrbe toplinom, stvarno stanje mreža, načini rada, oštećenja cjevovoda;

2) simulacija izvanrednih situacija, uključujući hitne slučajeve;

3) optimizacija planiranja zamjene cjevovoda s određivanjem prioriteta zamjene;

4) projektiranje i modernizacija sustava opskrbe toplinom, uključujući optimizaciju planiranja modernizacije i razvoja toplinskih mreža.

Glavni kriterij za zadatak optimizacije u razvoju načina i preraspodjele toplinskih opterećenja je smanjenje troškova proizvodnje i transporta toplinske energije (osobito, punjenje najekonomičnijih izvora topline CHPP-5 i CHPP-3, istovar PNS) s postojeća tehnološka ograničenja (raspoloživi kapaciteti i karakteristike opreme izvori topline, propusnost karakteristike toplinske mreže i opreme crpnih stanica, dopušteni radni parametri sustava potrošnje topline itd.).

Razvijeni načini rada toplinskih mreža usklađuju se s izvorima topline, odobravaju i šalju na upravljanje i planiranje načina rada opreme izvorima topline i pogonskim jedinicama. Prilikom izrade režima izrađuju se i odobravaju potrebne mjere za uređenje režima za magistralne toplinske mreže i sustave potrošnje topline, koji se izdaju pogonskim područjima i potrošačima na izvršenje prije početka ogrjevnog razdoblja. Za sustave potrošnje topline, ugradnju prigušnih uređaja provode tvrtke za upravljanje stambenim zgradama i drugi vlasnici pod nadzorom osoblja pretplatničkih odjela toplinskih regija nakon prihvaćanja za ponovni rad. Osim toga, stručnjaci prate provedbu ovih mjera, uključujući selektivno za sustave potrošnje topline. Nakon početka razdoblja grijanja, provode se rad na prilagodbi na upravljačkim jedinicama, podešavaju se regulatori i provode se radovi podešavanja na sustavima potrošnje topline.

Tijekom razdoblja grijanja provodi se višerazinska kontrola i analiza opskrbe i potrošnje toplinske energije.

1) Operativni nadzor provodi dispečerska služba na daljinski prenesenim podacima s mjernih uređaja izvora topline, kao i na periodično prenošenim podacima s kontrolnih točaka.

2) Dnevno praćenje parametara rashladne tekućine, opskrbe toplinskom energijom i rashladnom tekućinom za svaki grijaći cjevovod i općenito za izvor topline preneseni na poslužitelj (troškovi mreže, dopunske i izvorne vode, temperatura i tlak rashladne tekućine) uz uvođenje operativnih prilagodbi u dispečerski raspored toplinskih opterećenja.

3) Kontrolu potrošnje toplinske energije potrošača provode inspektori i stručnjaci pretplatničkih odjela s učestalošću 1 put mjesečno. Također, na temelju ispisa s mjernih uređaja radi se analiza načina potrošnje potrošača s mjernim uređajima radi utvrđivanja kršenja potrošnje toplinske energije (povećana potrošnja, prekomjerna temperatura vode povratne mreže i sl.).

4) Praćenje temperature vode povratne mreže duž granica i ogranaka (tjedno provodi osoblje termalnog okruga radi identificiranja ogranaka s povišena temperatura voda povratne mreže i podešavanje).

O pitanjima regulacije režima opskrbe toplinom i prilagodbe tjedno se održavaju radni sastanci na kojima sudjeluju rukovoditelji i stručnjaci uprave, inspekcije, pretplatničkih odjela, operativno i popravno osoblje termalnih regija. Osim toga, u JP Termalne mreže održavaju se tjedni sastanci o pitanju prolaska razdoblja grijanja uz razmatranje svih problematična pitanja o opskrbi toplinom i toplom vodom grada. Ovim sastancima prisustvuju predstavnici društava za upravljanje stambenim fondom, transportne organizacije MP "Thermal Company", OAO "Omskvodokanal", Gradske uprave.

Prilagodba hidrauličkih režima neraskidivo je povezana s regulacijom temperaturnih režima iz izvora topline. Glavna zadaća regulacije u sustavima opskrbe toplinom je održavati temperaturu zraka unutar grijanih prostorija unutar propisanih dopuštenih granica pri promjeni vanjskih i unutarnjih ometajućih čimbenika.

Prema pravilima tehnički rad» temperatura vode u dovodnom vodu toplovodne mreže, sukladno rasporedu, postavlja se prema prosječnoj vanjskoj temperaturi u vremenskom razdoblju od 12 do 24 sata koju utvrđuje dispečer toplinske mreže, ovisno o duljina mreža, klimatski uvjeti i drugi čimbenici. Zbog nedostatka razvijenih metoda i preporuka, određivanje navedenih parametara rashladne tekućine (temperature, tlaka) i vremena zadatka u pravilu se provodilo na temelju iskustva i intuicije dispečera.

Povećanje udjela automatizacije sustava potrošnje topline i prijelaz na kvantitativnu i kvalitativnu regulaciju s niskom hidrauličkom stabilnošću sustava dovodi do značajne varijabilnosti hidrauličkih načina rada, stoga se postavljaju zahtjevi za organizaciju i operativno upravljanje toplinskim i hidrauličkim režimima. DH sustava značajno se povećavaju.

Analiza dinamike promjena prosječne dnevne temperature vanjskog zraka u Omsku tijekom razdoblja grijanja pokazuje da je promjena temperature slučajna, dok u pojedinim razdobljima postoje značajne amplitude promjena dnevnih temperatura (do 15÷17°). C), što s kvalitativnom regulacijom podrazumijeva promjenu temperature u dovodnim cjevovodima više od 30 °C.

Stalne promjene vanjskih ometajućih čimbenika dovode do potrebe za promjenom toplinskog opterećenja, načina rada i sastava pogonske opreme CHPP, kao i do pojave izmjeničnih naprezanja u cjevovodima toplinske mreže, što povećava vjerojatnost oštećenja i smanjuje pouzdanost.

Kako bi se uklonili negativni aspekti u operativnoj regulaciji toplinskih opterećenja u toplinskim mrežama Omske podružnice TGC-11 OJSC, kako bi se pojednostavio proces izrade rasporeda otpreme toplinskih opterećenja, "Uputa za postavljanje temperaturnog načina rada izvora topline” i izrađen je obrazac za izračun temperaturnih parametara za sljedeći dan. Glavne odredbe ovog uputstva temelje se na modelu koji uzima u obzir dinamičke karakteristike sustava opskrbe toplinom, kapacitet skladišta zgrada, kao i dinamiku promjena i utjecaj glavnih ometajućih utjecaja (vanjska temperatura zraka) tijekom nekoliko dana (stvarni i prognozirani) na toplinski režim grijanih zgrada.

Prilikom formiranja dispečerskog rasporeda predviđena je i prilagodba zadatka, koja se može uvesti na vanjsku inicijativu, ili u slučaju značajnog odstupanja stvarnih temperatura od predviđenih. Ova temperatura se može namjestiti za razdoblje regulacije ili, uz korekciju, za nekoliko razdoblja regulacije.

Od 2009. godine, mreže grijanja podružnice Omsk OAO TGC-11 regulirane su uzimajući u obzir dinamičke karakteristike sustava opskrbe toplinom. Kao što je praksa pokazala, u određenim granicama, promjene vanjskih čimbenika omogućuju povećanje razdoblja regulacije do 24-72 sata ili više, dok povećanje razdoblja praktički ne utječe na kvalitetu opskrbe toplinom potrošača, što čini moguće je upravljati opremom izvora topline i toplinskih mreža u "štednijem" načinu rada.

U sustavu toplinske energije iz izvora topline Omsk podružnice OAO TGC-11, kao rezultat sustavnog rada na optimizaciji i prilagodbi načina rada toplinskih mreža u posljednjih 6-7 godina, kvaliteta opskrbe toplinom potrošača je smanjena. dramatično poboljšana i učinkovitost cjelokupnog sustava daljinskog grijanja iz izvora topline OAO TGC-11, i to:

1) pitanja opskrbe toplinom i toplom vodom u cijelim mikrookrugama grada (naselje 40 godina listopada, naselje Sibzavod, naselje Sverdlov, mikropodručja br. 5, br. 6, br. 10, br. 11 od Lijeva obala, središnji dio grada, stambena naselja u ulici Poselkovaya, Tyulenina ulica, ulica Truda), kao i pojedinačni potrošači;

2) rad sustava za potrošnju topline "za pražnjenje" potpuno je isključen zbog nedovoljnog raspoloživog tlaka;

3) smanjena je prekomjerna potrošnja goriva zbog pregrijavanja potrošača tijekom prijelaznih razdoblja;

4) trošak električne energije za pumpanje rashladne tekućine smanjen je za 14% (sa 53 na 46 milijuna kWh) zbog smanjenja cirkulacijskog protoka rashladne tekućine pri priključenju novih potrošača;

5) smanjenje potrošnje goriva za proizvodnju električne energije smanjenjem i normalizacijom temperature vode povratne mreže;

6) potrošnja dopunske vode smanjena je za 21% (sa 40,2 na 31,9 milijuna m3);

7) priključeni su novi potrošači;

8) smanjenje oštećenja cjevovoda. Dakle, kod integrirani pristup procesu upravljanja načinima rada mogu se optimizirati načini rada i značajno povećati učinkovitost sustava topline.

Književnost

1. Pravila za tehnički rad elektrana i mreža Ruske Federacije. - M.: NTs ENAS, 2008. - 264 str.

2. Žukov D.V., Dmitriev V.Z. Poboljšanje učinkovitosti sustava daljinskog grijanja optimizacijom toplinsko-hidrauličkih načina rada. - sub. “Zbornik radova VNPK “Poboljšanje pouzdanosti i učinkovitosti rada elektrana i energetskih sustava” - Energo - 2010. U 2 sveska. - M.: Izdavačka kuća MPEI, 2010. - T. 1. 304 str. bolestan. str. 229-232.

Glavni zadatak optimizacije je povećanje učinkovitosti korištenja elektrana. Učinkovitost se može promatrati kao mjera za postizanje određenih ciljeva i kao omjer između rezultata i troškova potrebnih za njihovo postizanje. Kao pokazatelji uspješnosti koriste se pokazatelji koji su podijeljeni u tri glavna bloka: učinkovitost, učinkovitost, profitabilnost. Pritom se učinkovitost (ili ekonomska učinkovitost) promatra u dva aspekta: kao produktivnost resursa i kao jedinični troškovi proizvodnje (trošak proizvodnje).

Problem optimizacije je zadatak dovođenja poslovnog sustava ili njegovih komponenti u najbolje (optimalno) stanje. Formalizirani problem optimizacije sadrži: kriterij optimalnosti (funkcionalno ili stohastički ovisan o kontroliranim parametrima); zadane kontrolirane parametre (kontrolni vektor); skup dopuštenih metoda upravljanja određen skupom uvjeta (ograničenja, poveznica) koji utječu na kontrolirane parametre. Ovisno o sadržaju optimizacijskog problema, moguće su njegove različite formulacije (uključujući i matematičke).

postojati različite metode rješavanje problema optimalne raspodjele opterećenja između termoelektrana. Najpoznatija je metoda jednakosti relativnih prirasta, razvijena na temelju teorije neodređenih Lagrangeovih množitelja. Ova metoda polazi od stava da su samo varijabilni troškovi podložni optimizaciji u kratkom roku, čiji glavni dio čine troškovi goriva. Budući da je cijena goriva različita u različitim elektranama, s ekonomske točke gledišta, optimizacija raspodjele opterećenja će se dogoditi ako su relativna povećanja troškova goriva jednaka.

U uvjetima planskog gospodarstva, ova metodologija se primjenjivala u energetskim sustavima ne samo s termoelektranama, već i s hidroelektranama, budući da je određen najpovoljniji režim koji je (uzimajući u obzir ograničenja na vodni režim) najveće uštede u troškovima goriva u termoelektranama uz povećanje potrošnje vode u hidroelektranama. Istodobno su riješeni problemi optimizacije uzimajući u obzir gubitke aktivne snage u električnim mrežama.

U tržišnoj ekonomiji, zadaci optimizacije načina rada elektroenergetske opreme postaju znatno teži zbog potrebe uzimanja u obzir mnogih čimbenika, uključujući one određene obilježjima modela tržišta električne energije i kapaciteta i njegovim fazama: regulirani način rada, djelomično konkurentan u prijelaznom razdoblju, natjecateljski način s ciljnim modelom .

Istodobno, metodologija optimizacije nalazi mjesto u elektroprivredi, koja djeluje na konkurentskoj osnovi u skladu s postojećim tržišnim mehanizmima i poticajima. Prijelaz elektroprivrede iz monopola u konkurenciju također znači potrebu za novim pristupom problemima optimizacije upravljanja načinima rada elektroenergetske opreme. Zadatke optimizacije treba rješavati uzimajući u obzir rizike prisutne na tržištu električne energije:

rizik tržišne cijene (rizik cijene);

rizik obujma prodaje (kvantitativni rizik);

· rizik cijene goriva (oportunistički rizik);

· rizik spremnosti kapaciteta (tehnološki rizik).

Za proizvodne tvrtke i njihove elektrane značajna je vrsta kvantitativnog rizika - rizik neiskorištenosti ili neoptimalne iskorištenosti raspoloživih kapaciteta zbog nedovoljne prodaje zbog konkurencije drugih proizvođača. Ovaj rizik spada u područje općeg poslovnog rizika proizvođača i njime se upravlja optimalnim odabirom proizvodnih postrojenja različitih kapaciteta i njihovih karakteristika, uključujući i vrste goriva koje se koriste; politika cijena; smanjenje troškova, proširenje sudjelovanja u drugim tržišnim segmentima, npr. tržište kapaciteta, odstupanja (balansirajući tržišni segment), dostupnost rezervi, regulacija frekvencije i napona itd.).

Konkurentne cijene i njihova optimizacija uzimajući u obzir sve tržišne segmente omogućuju proizvođačima energije da ostvare prihod koji pokriva njihove varijabilne i fiksne troškove, uključujući normalnu dobit. Normalna dobit u srednjem i dugoročnom razdoblju ukazuje na optimalnu razinu učinkovitosti u korištenju proizvodnih kapaciteta energetskih tvrtki.

Krivulje graničnih troškova koje se koriste u praksi su zapravo relativne inkrementalne krivulje. Za elektrane, relativno povećanje potrošnje goriva uglavnom odražava dodatne troškove proizvodnje.

Ako proizvođač, koji sudjeluje na konkurentnom tržištu, pokriva samo svoje varijabilne troškove, može na tržištu koje nema višak kapaciteta ostvariti prihod potreban za pokrivanje fiksnih troškova i dovoljan da ostane konkurentan na tržištu zbog dodatnog izvora prihod - visoke cijene električne energije.u vršnim satima opterećenja elektroenergetskog sustava koji mogu premašiti granične troškove najskupljih proizvođača. Ovakav pristup potiče energetska poduzeća da povećaju učinkovitost korištenja instaliranih kapaciteta elektrana i provode mjere rekonstrukcije koje povećavaju instalirani kapacitet pogonske elektrane.

Termoenergetika spada u vrlo intenzivne sektore gospodarstva (glavna komponenta troškova proizvodnje u termoelektranama povezana je s gorivom - 50-70% troškova, a troškovi također uključuju stvaranje osiguranja rezervne dionice gorivo – loživo ulje i ugljen). Stoga je zadatak poboljšanja učinkovitosti goriva najvažniji problem optimizacije. Profitabilnost (financijska učinkovitost, koja karakterizira povrat na imovinu ili kapital poduzeća u obliku pokazatelja ROA - povrat na imovinu, ROTA - povrat na svu imovinu, ROE - povrat na kapital, ROCE - povrat na obični kapital) služi kao konačni, generalizirajući pokazatelj energetske tvrtke. Formira se na temelju učinkovitosti i ekonomičnosti, ali nije jednostavan zbroj tih elemenata učinkovitosti, već rezultat složene interakcije energetskog poduzeća s vanjskim okruženjem.

Potreba za optimizacijom načina rada elektroenergetske opreme također je posljedica činjenice da postoji izravna konkurencija između energetskih tvrtki, između elektropoduzeća i vlastitih proizvodnih postrojenja potrošača, između elektropoduzeća i proizvodnih postrojenja. nezavisni proizvođači i tako dalje.

U području prijenosa i distribucije električne energije, zbog nepostojanja izravne konkurencije zbog prirodnog monopola, konkurencija u vanjsko okruženje na tržištu kapitala radi dobivanja investicijskih sredstava. Stoga su čak i elektromrežne tvrtke koje pružaju usluge električne mreže prisiljene smanjiti troškove kako bi bile privlačne investitorima. Stoga je pri optimizaciji načina rada električnih mreža prioritetna zadaća optimizacije topologije, strukture i načina rada mreža kako bi se smanjili tehnološki gubici u mrežama.

Govoreći o optimizaciji načina rada elektroenergetske opreme na konkurentnom tržištu električne energije, kapaciteta i tržištu usluga sustava, treba razumjeti da prelazak na konkurentske odnose sa slobodnim cijenama može negativno utjecati na pouzdanost i kvalitetu opskrbe električnom energijom za određeni broj od razloga. U reguliranoj elektroprivredi, upravljanjem pouzdanošću uvelike su dominirale metode administrativne prisile bez odgovarajućeg ekonomskog opravdanja. Tržišna ekonomija ne bi trebala napustiti neekonomske metode regulacije i upravljanja pouzdanošću i tehničko-ekonomskom učinkovitošću kako zbog stvarnih praktičnih očekivanja potrošača tako i zbog makroekonomskih zahtjeva gospodarstva zemlje.

Operativno upravljanje u energetskim poduzećima provodi se na temelju kontinuiranog (svakodnevnog) praćenja tijeka svih proizvodnih, financijskih i gospodarskih procesa i ciljano utječe na timove službi, odjela, radionica, sekcija, smjena i timova, kao kao i na radnike koji obavljaju operativno održavanje opreme kako bi se osigurala bezuvjetna provedba odobrenih proizvodnih programa. Razvoj vještina operativnog upravljanja omogućuje menadžmentu obavljanje svakodnevnih aktivnosti upravljanja, koje u konačnici osiguravaju potrebnu učinkovitost i pouzdanost rada elektroenergetske opreme.

U uvjetima moderna proizvodnja glavni dio vremenske norme najčešće je strojno (hardversko) vrijeme, čija je vrijednost određena načinima rada opreme. Dakle, u strojnoj obradi, vrijeme stroja se izračunava na temelju omjera između duljine puta i brzine kretanja alata. Ove vrijednosti se zauzvrat postavljaju na temelju parametara načina obrade: dubine, posmaka i brzine rezanja.

Kao što je prikazano u sek. 2.8, pri optimizaciji tehnoloških i radnih procesa treba navesti ograničenja na traženi proizvodni rezultat, uvjete rada, korištenje sredstava za proizvodnju i volumen proizvodnih resursa. Izbor optimalne varijante treba provesti prema kriteriju minimalnih ukupnih troškova za zadani izlazni program.

Razmotrimo strukturu zadataka za optimizaciju načina tehnološkog procesa na primjeru utemeljenja načina obrade dijelova na metaloreznim strojevima. Ti se problemi desetljećima analiziraju u tehničkoj i ekonomskoj literaturi. Jedan od prvih pokušaja optimizacije režima rezanja napravio je F. W. Taylor, koji je poznat po svom radu ne samo na organizaciji i standardizaciji rada, već i na tehnologiji obrade metala [Ilek, Kuba, Ilkova. S. 85]. Prilikom optimizacije uvjeta rezanja, najučinkovitije vrijednosti brzine rezanja (v), posmaka (s) i dubina (t), tj.

Regija dopuštene vrijednosti v, s, t definira sustav ograničenja. Prije svega, moraju se poštivati ​​tehnička ograničenja zbog karakteristika predmeta rada, alata, čvora i opreme. Ove karakteristike uključuju svojstva materijala koji se obrađuje, potrebnu točnost i čistoću izratka, statičke i dinamičke karakteristike stroja, dizajn, materijal, geometrijski parametri, dopušteno trošenje alata, krutost sustava "stroj - učvršćenje - alat - dio" (SD) itd.

Konkretno, pri postavljanju načina rezanja, ograničenja oblika

gdje Q r (X) - sila na r-ti element SD sustava, koja odgovara određenoj varijanti načina rezanja; Q? - dopuštena sila na G element SD sustava.

Dakle, dopuštenost pojedinog posmaka provjerava se čvrstoćom držača alata i ploče od tvrde legure, veličinom otklona dijela koji proizlazi iz radijalne sile rezanja i čvrstoćom mehanizma za pomicanje stroja.

Uz ograničenja tipa (5.3.2), moraju se poštivati ​​ograničenja zbog parametara upotrijebljene opreme. Konkretno, odabrana brzina vretena (n(X)) mora odgovarati dopuštenom broju okretaja (l d) navedenom u putovnici stroja.

Općenito, takva ograničenja su napisana na sljedeći način:

Ova oznaka znači da su vrijednosti a e (X) mora odgovarati skupu valjanih vrijednosti (a?}.

Iz skupine ograničenja radnih uvjeta treba uzeti u obzir zahtjeve zbog potrebe prikladnog i sigurnog uklanjanja strugotine iz zone rezanja. Da biste to učinili, odaberite odgovarajuću geometriju alata, parametre načina rezanja, zaštitne uređaje. Psihofiziološka i socijalna ograničenja zbog dizajna opreme moraju se uzeti u obzir prilikom njezina projektiranja.

Pri odabiru načina rezanja od velike su važnosti ograničenja proizvodnog programa i korištenja vremenskog fonda opreme. U postojećim metodama ta ograničenja nisu dovoljno uzeta u obzir, iako su jedna od najvažnijih za odabir najisplativijeg načina obrade.

Ovisnost volumena izlaza o načinu rezanja karakteriziraju dvije okolnosti. S jedne strane, povećanje brzine rezanja dovodi do smanjenja vremena stroja po jedinici proizvodnje, s druge strane, s povećanjem brzine značajno se smanjuje vijek trajanja alata, povećava se broj ponovnog brušenja i, kao rezultat, povećava se vrijeme zastoja opreme zbog zamjene alata.

Da se ti čimbenici uzmu u obzir pri odabiru optimalni način rada rezanja, polazit ćemo od činjenice da se svaki stroj može podijeliti u tri stanja: rad stroja (rezanje), zastoj tijekom i čekanja izmjene alata te zastoj iz svih ostalih razloga. Prema tome, može se napisati:

gdje K m- koeficijent korištenja opreme u smislu strojnog vremena (udio strojnog vremena u fondu vremena rada stroja); K i - udio zastoja opreme pri izmjeni alata; K str- udio zastoja opreme iz drugih razloga.

Vrijednosti LG-a (tj. brzina rezanja, posmak, dubina) odgovaraju određenim vrijednostima strojnog vremena po jedinici proizvodnje. Na temelju ovih vrijednosti za svaku x možete postaviti vrijednost koeficijenta iskorištenosti opreme prema vremenu stroja (A "m (X)), potrebno za provedbu proizvodnog programa:

gdje R do - program dijelova WHO vrste u planskom razdoblju; (A) - strojno vrijeme po jedinici proizvodnje A:-tog tipa; F- raspoloživi fond vremena jednog stroja u planskom razdoblju; N- broj korištenih dijelova opreme.

Uz koeficijent vremena stroja, svaka varijanta načina obrade odgovara koeficijentu zastoja povezanom s zamjenom alata, (K str(ALI)). Ova se vrijednost izračunava na temelju trajnosti reznog alata, što određuje učestalost njegovog ponovnog brušenja, i vremena za promjenu alata, što ovisi o organizaciji održavanja radnih mjesta. Konkretno, ako rukovalac stroja sam izoštrava i mijenja alat, vrijeme za promjenu alata uključivat će trajanje radnje radnika na uklanjanju alata, izoštravanju, ugradnji i prijelazima. Uz centralizirano oštrenje i isporuku alata na radno mjesto, vrijeme za promjenu alata bit će određeno trajanjem radnji uklanjanja tupe i ugradnje novog alata.

vrijednost K i(A) može se odrediti formulom

gdje R(X)- prosječan broj zastoja opreme tijekom zamjene ili retuširanja alata za to razdoblje F(ceteris paribus, vrijednost R(X) proporcionalno vijeku trajanja alata); t i (A) je prosječno vrijeme za jednu promjenu (popravak) alata.

Koeficijent strojnog vremena, koji se stvarno može osigurati zadanim sustavom izmjene alata, postavlja se na temelju formula (5.3.4) i (5.3.6). Vrijednost DO" u formuli (5.3.4) pri izračunavanju načina rezanja može biti neovisno o x(kada radnik opslužuje jedan stroj) ili srodna ovisnost bliska funkcionalnoj (kada radi više strojeva). U nastavku ćemo pretpostaviti da je vrijednost K str nedvosmisleno definirana. U ovom slučaju, na temelju formula (5.3.4) i (5.3.6), imamo:

Dakle, svaka varijanta načina obrade i svaki sustav organizacije usluga radnog mjesta odgovaraju određenim vrijednostima koeficijenata K" ((X) i Kl(x). Za ispunjenje proizvodnog programa potrebno je pridržavati se ograničenja:

Optimalna varijanta koja zadovoljava ograničenja (5.3.2), (5.3.3) i (5.3.8) mora se odrediti prema kriteriju minimalnih ukupnih troškova za dati izlazni program.

U uvjetima trenutne proizvodnje s fiksnim brojem korištenih jedinica opreme, opcije za načine obrade će se razlikovati uglavnom u troškovima plaća za radnike - S R (X) alat - S „(20 i struja - S e (X). U ovom slučaju, ciljna funkcija (5.3.9) bit će ekvivalentna funkciji

Na temelju relacija (5.3.2), (5.3.3), (5.3.8), (5.3.9), struktura problema optimizacije tehnološkog režima u uvjetima tekuće proizvodnje s fiksnim brojem komada opreme može se predstaviti kao sljedeći obrazac: pronaći

pod kojim

Proračuni pri odabiru optimalnog načina rezanja izvode se sljedećim redoslijedom.

• 1. U skladu sa zahtjevima za točnost i čistoću obrađene površine i s veličinom dodatka, postavlja se dubina reza (t). Prilikom grube obrade obično rade s maksimalnom dubinom rezanja koju dopušta SD sustav. Završna obrada se izvodi na maloj dubini reza. Dakle, ako tijekom obrade na tokarilica dodatak je 5 mm, tada se može izvesti gruba obrada t- 4 mm, a završna obrada - at t = 1 mm.
• 2. Na temelju prihvaćene dubine rezanja odabire se posmak koji osigurava ispunjenje zahtjeva za kvalitetom obrade, uzimajući u obzir geometriju alata i dopuštene sile u SD sustavu. Količina hrane tijekom dorade uglavnom je regulirana potrebnu kvalitetu obrađena površina.
• 3. Na temelju dubine rezanja i posmaka postavlja se brzina rezanja. Pri tome se uzimaju u obzir: potrebna točnost i čistoća obrade, geometrija i materijal alata, mehaničke karakteristike i materijal izratka, dopuštene sile u SD sustavu, najisplativija razdoblja vijeka trajanja alata.
• 4. Za odabranu brzinu rezanja određuje se brzina vretena, potrebna snaga stroja i dvostruki moment. Ove vrijednosti se uspoređuju s podacima iz putovnice stroja. Na temelju podešene brzine vretena izračunava se stvarna brzina rezanja.

Ovisno o specifičnim uvjetima proizvodnje i mogućnostima primjene računalne tehnologije u praksi, razne tehnike postavljanje načina obrade. Kod operativnog racioniranja najčešće se koriste opći standardi strojogradnje za uvjete rezanja, kao i razne tablice i nomogrami koji omogućuju smanjenje složenosti tehnoloških proračuna. Uz to, automatizirani sustavi postaju sve popularniji. dizajn procesa i normiranje rada, čiji su najvažniji dio algoritmi i programi za optimizaciju načina obrade.

U vezi sa sve većom upotrebom opreme s numeričkim upravljanjem (CNC) i fleksibilnom automatiziranom proizvodnjom (FAP), najperspektivniji su složeni sustavi oblikovati proizvodni procesi, uključujući komplekse međusobno povezanih proračuna za odabir najboljih opcija za slijed obrade, tehnološke opreme, alata, učvršćenja, načina rezanja, za određivanje svih komponenti vremenske norme, uzimajući u obzir opseg proizvodnje i faze njezina razvoja. Rezultati proračuna izdaju se u obliku tehnološko-normalizacijskih kartica, u kojima su za svaku operaciju naznačeni: oprema, alati, pribor, načini obrade, norma vremena i kategorija rada. Uz to, prilikom izvođenja operacije na stroju s numeričkim upravljanjem, izdaje se program za rad stroja.

Nakon odabira optimalne varijante načina obrade, vrijeme rada stroja jedinstveno je određeno zadanim vrijednostima tehnoloških parametara. Dakle, prilikom okretanja dijela na tokarskom stroju, vrijeme stroja određuje se formulom

gdje L- duljina puta alata u smjeru pomaka, mm; / - duljina obrađene površine, mm; 1 - duljina umetanja alata, mm; / 2 - duljina prekoračenja alata, mm; P- broj okretaja u minuti; s 0 - dovod u mm/okr.; s m - feed u mm / min; i- broj radnih poteza (prolaženja), određen je omjerom dodatka za obradu (I) i dubinu reza (/) pri svakom potezu, t.j. t + ti +... + = h.

• Kod rada s više strojeva prosječno vrijeme rada stroja bez sudjelovanja radnika ovisi o vijeku trajanja alata. Ovo vrijeme izravno utječe na vrijednost stope održavanja, a time i na prosječno vrijeme mirovanja stroja koji čeka na servis.