Оптимизация теплоэнергетических систем

Использование математической модели (3.1). .. (3.4) для технико-экономической оптимизации возможно в том случае, когда система балансовых уравнений (3.2) допускает множество решений, т. е. число ее уравнений превосходит число параметров в совокупностях Z и Z", а системы ограничений (3.3) и (3.4) оказываются совместимыми. Если система уравнений (3.2) имеет единственное решение, то при совместных системах неравенств (3.3) и (3.4) это исключает возможность технико-экономической оптимизации теплоэнергетической установки, поскольку технически реализуемым оказывается ее единственный вариант. В случае несовместности хотя бы одной из систем (3.2). .. (3.4), рассматриваемый вариант установки оказывается технически неосуществимым. [c.41]

На первый взгляд, использование второго метода позволяет достаточно просто решить задачу оптимизации параметров и профиля теплоэнергетической установки. Однако это не так. Существуют математические трудности при его реализации и ограничения сферы его применения. Последнее связано с тем, что рассматриваемый метод позволяет определить экстремум функции при отсутствии ограничений на оптимизируемые параметры [8]. Между тем при оптимизации теплоэнергетических установок приходится иметь дело с системой ограничений в форме равенств и неравенств. [c.6]

Теоретические доказательства корректности применения некоторых экстремальных методов при большом числе разнородных переменных и сложности системы ограничений трудно осуществимы. В таких случаях центр тяжести доказательств корректности и эффективности используемых алгоритмов целесообразно переносить на анализ вычислительных процессов при решении задач на ЭЦВМ. Подобный анализ (см. 1 главы 2) позволил, в частности, отказаться от некоторых усложнений алгоритма оптимизации непрерывно и дискретно изменяющихся параметров реальных теплоэнергетических установок и их элементов. Необходимы дальнейшие постановки вычислительных экспериментов для определения наилучших значений критериев окончания решения отдельных подзадач и процесса оптимизации теплоэнергетической установки в целом. [c.12]

Рис. 8.1. Система обмена информацией при оптимизации теплоэнергетической установки и ее элементов на системе математических моделей

На рис. 8.1 показана система информационных взаимосвязей, организованная по иерархическому принципу, при решении задачи комплексной оптимизации теплоэнергетической установки на системе ее математических моделей. Внешняя исходная информация получается отчасти в виде результатов оптимизации энергетических и экономических систем более широкого масштаба, элементом которых является теплоэнергетическая установка [3, 145]. Отчасти же исходная информация получается на основании прогнозирования и экспертных оценок. [c.173]

Такая запись означает, что под решением задачи подразумевается совокупность параметров Xj,. .., которая обеспечивает выполнение al)-ro равенства системы (8.13) и А-го неравенства системы (8.14) с вероятностями р не меньше заданных величин р , р] и Практическое использование такого подхода для оптимизации теплоэнергетических установок требует знания нормированных значений величин р , р , оценка которых весьма затруднительна. [c.180]

Иерархия теплоэнергетических систем промышленны.х предприятий. Теплоэнергетическая система промышленного предприятия представляет собой единый технический комплекс разнородных элементов энергетического оборудования со сложной схемой внутренних и внешних взаимосвязей. Для решения задач исследования и оптимизации ТЭС ПП целесообразно использовать методологию системного подхода к моделированию сложных схем. Одним из его основных положений является выделение в ТЭС ПП нескольких уровней иерархии. Это позволяет существенно снизить размерность решаемой задачи, поскольку моделирование осуществляют отдельно на каждом иерархическом уровне, но с учетом требований, предъявляемых со стороны подсистем, стоящих на верхних уровнях иерархии. На рис. 11.1 приведена иерархическая структура ТЭС крупного промышленного предприятия. Элементы V иерархического уровня сами по себе являются сложными установками (например, паровая теплофикационная турбина) и могут подвергаться дальнейшей детализации на более низких уровнях. [c.239]

В качестве примера использования математического моделирования для решения задачи усовершенствования теплоэнергетической системы крупного промышленного предприятия ниже подробно рассмотрена задача оптимизации параметров и вида тепловой схемы ТЭС металлургического комбината полного цикла. [c.242]

Наиболее общим критерием качества автономных ПТУ, как и любых других теплоэнергетических установок, является минимум приведенных затрат [371. Однако специфические условия создания и эксплуатации автономных установок в ряде практически важных случаев определяют целесообразность их оптимизации по критериям, которые являются частными случаями минимума 3. При таком подходе в математической модели дается более детальное описание лишь тех факторов и агрегатов установки, которые оказывают определяющее влияние на приведенные затраты, а точнее — на доминирующую в конкретных условиях создания и эксплуатации их составляющую. Выделение этой составляющей приведенных затрат становится возможным в результате анализа взаимодействия теплоэнергетической установки как с энергетическими, так и с другими промышленными системами более высокого иерархического уровня. [c.43]

Важность учета технических ограничений в процессе оптимизации следует особо подчеркнуть, так как только в этом случае возможно получение наилучшего экономического решения, в полной мере учитывающего специфику технического выполнения и использования теплоэнергетической установки. Система ограничений, которую необходимо учитывать, складывается из ряда подсистем. [c.7]

Опыт [2, 181 показывает, что при постановке задачи комплексной оптимизации любой разрабатываемой теплоэнергетической установки необходимо создание системы взаимосвязанных моделей. Эта система включает группу математических моделей отдельных узлов и элементов установки более общие модели для групп узлов и агрегатов обобщенную математическую модель всей теплоэнергетической установки с укрупненным учетом частных зависимостей. Конкретная структура системы моделей и их взаимосвязей для различных типов теплоэнергетических установок определяется стадией разработки или проектирования установки, точностью и полнотой располагаемой информации, возможностями ЭЦВМ и методов оптимизации и т. д. В связи с этим вопросы обоснования степени подробности построения каждой модели системы, поиска наиболее целесообразной организации обмена исходной и искомой информацией [c.8]

Всю информацию, которой необходимо оперировать, можно подразделить па исходную, промежуточную и искомую. В процессе переработки информации (решения задачи) получаемая промежуточная информация может одновременно играть роль искомой для предшествующих стадий решения и исходной для последующих стадий. Исходную информацию можно подразделить на внешнюю (данные о внешних связях рассматриваемой установки или условиях решения) и внутреннюю (данные собственно об оптимизируемой установке). Промежуточная информация, как правило, относится к оптимизируемой установке, т. е. является внутренней. Искомая информация подразделяется на внутреннюю (результаты оптимизации параметров и характеристик установки) и внешнюю (соответствующие данные об обратных внешних связях). Содержанием прямой и обратной информации определяется взаимное влияние систем, а также содержание и границы детализации моделей но отношению к внешним, более общим системам и к элементам и явлениям в самой теплоэнергетической установке [145]. Сказанное иллюстрируется па рис. 8.1. [c.165]

Такой подход позволяет установить правильные соотношения между содержанием зависимостей 1) применяемых в системе полных и узловых моделей, предназначаемых для комплексных технических и экономических исследований теплоэнергетической установки 2) используемых в разнообразных физико-технических моделях отдельных деталей и узлов, предназначаемых для совершенствования их теплообменных, аэродинамических и механических характеристик, для изучения динамических свойств и других самостоятельных исследований [146, 147]. Результаты этих исследований при существенности их влияния на оптимизацию установки включаются в обобщенном виде в рассматриваемую систему математических моделей или отображаются в ее исходной внутренней информации. В свою очередь комплексные оптимизационные исследования позволяют формулировать требования к совершенствованию внутренней исходной информации. [c.168]

Тепловые электрические станции (ТЭС) являются элементами электроэнергетической системы (ЭЭС), которая определяет условия их сооружения и функционирования и влияет па рациональные темпы и пропорции ввода установок различных типов. Поэтому задача оптимизации отдельных типов теплоэнергетических установок (ТЭУ) и ТЭС не может ограничиваться исследованием только их внутренней структуры и параметров, а должна дополняться исследованием этих установок как элементов ЭЭС, что соответствует системному подходу к оптимизации отдельных типов установок. При этом необходимо прежде всего выявить основные взаимосвязи ТЭУ и ЭЭС и количественно оценить их влияние на выбор эффективных циклов и параметров оптимизируемых установок. Чтобы более четко представить указанные взаимосвязи, целесообразно классифицировать характеристики ТЭУ и ЭЭС по следующим укрупненным группам. [c.195]

Теория и практические приемы использования метода комплексной оптимизации для выбора оптимальных решений при исследовании и проектировании теплоэнергетических установок различных типов с учетом условий их работы в перспективно развивающихся электроэнергетических системах изложены в [1, 2]. Данная книга, написанная по материалам исследований по разработке метода комплексной оптимизации теплоэнергетических установок в Сибирском энергетическом институте СО АН СССР, является продолжением и развитием работ [1, 2], а также [3, 4] в части, касающейся рассматриваемой проблемы. Книга носит в основном методический характер и имеет целью изложить новые подходы и результаты, полученные в поспеднйв годы при разработке метода комплексной оптимизации. [c.3]

Более глубокое изучение рассматриваемого круга вопросов требует не только определения наилучшего решения задачи оптимизации теплоэнергетической установки, но и анализа возможных отклонений от полученного решения. В связи с этим большое значение приобретает разработка методов определения погрешностей построения и реализации математических моделей теплоэнергетических установок. Основными видами погрешностей, наряду с погрешностью эквивалентирования, являются погрешности используемых исходных данных, аппроксимации исходных зависимостей, решения системы балансовых уравнений и расчета функции цели. Анализ результирующей погрешности построения и реализации математической модели теплоэнергетической установки позволяет судить об оптимальности созданной модели. [c.9]

Задача оптимизации парогенератора (4.55). .. (4.64) относится к классу задач нелинейного программирования. Анализ уравнений, используемых для расчета а также системы ограничений, формирующих область допустимых значений независимых переменных, показывает, что первые и вторые частные производные целевой функции могут иметь разрывы, а она сама — быть многоэкстремальной. Область допустимых значений оптимизируемых параметров может оказаться несвязной. В этих условиях в соответствии с рекомендациями [106] для решения задачи следует использовать методы прямого поиска, в которых процедура построения оптимизирующей последовательности основана только на информации о значениях целевой функции. Задача (4.55). .. (4.64), а также ряд других задач оптимизации отдельных агрегатов теплоэнергетического оборудования и ПТУ в целом, приведенных в последующих главах, решены методом прямого поиска с самообучением глобального экстремума функции многих переменных [81]. [c.82]

Математические модели исследуемых ПГУ представлены в виде системы программ для ЭЦВМ БЭСМ-4. Эта система состоит из двух частей программы расчета тепловой схемы установки и программы определения суммарных расчетных затрат по установке. Алгоритм удовлетворения ограничений на технологические характеристики включен во вторую часть, а на независимые и зависимые параметры — в первую часть. Алгоритм оптимизации параметров ПГУ, основанный на применении градиентного метода, реализован в виде отдельной программы, не содержащей никаких вычислений, кроме подсчета величины шага. Эта программа в значительной степени универсальна и может быть использована для оптимизации большого класса теплоэнергетических установок [75, 88]. [c.135]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...