Разработка математической модели энергоблока ПГУ-120 на основе нормативных энергетических характеристик с двухуровневой идентификацией по данным эксплуатационных наблюдений
Д.С. Федоров, Г.В. Ледуховский
Вестник ИГЭУ, 2026 г. выпуск 3, сс. 5—17
Скачать PDF
Состояние вопроса. При решении задач прогнозирования технико-экономических показателей, планирования и оптимизации режимов работы энергоблоков требуются их математические модели, обладающие приемлемой адекватностью во всем регулировочном диапазоне нагрузок оборудования. Разработка математических моделей на основе поверочного теплового расчета элементов энергоблока и балансового расчета тепловой схемы не только весьма трудоемка, но и не позволяет в большинстве случаев достичь требуемой точности при описании реальных режимов эксплуатации оборудования. В случае использования для разработки математических моделей специализированного программного обеспечения эти недостатки могут быть частично преодолены, однако такие модели затруднительно использовать при решении задач режимной оптимизации в реальном времени и в тех случаях, когда требуется интеграция модели в программно-технический комплекс более высокого уровня. В связи с этим на практике в большинстве случаев применяются математические модели, основанные на нормативных энергетических характеристиках оборудования. Для обеспечения требуемых показателей точности таких моделей необходима разработка соответствующих методов их идентификации по данным технического учета и контроля эксплуатируемой энергетической установки.
Материалы и методы. Разработка математической модели энергоблока ПГУ-120 выполнена на основе нормативных энергетических характеристик оборудования. Поправки к основным и промежуточным показателям тепловой экономичности определены методом множественной линейной регрессии на основе данных эксплуатационных наблюдений. Идентификация модели дополнительно проведена на основе результатов расчета составляющих резерва тепловой экономичности.
Результаты. Разработана математическая модель энергоблока ПГУ-120, основу которой составляют нормативные энергетические характеристики оборудования, а для обеспечения требуемых показателей точности результатов расчета используется двухуровневая идентификация подмоделей элементов ПГУ с использованием данных эксплуатационных наблюдений. Проведена апробация разработанной модели применительно к эксплуатируемому энергоблоку.
Выводы. Результаты апробации разработанной математической модели подтверждают возможность ее использования для прогнозирования технико-экономических показателей с приемлемой точностью. Предложенный подход к разработке математических моделей может быть рекомендован к применению при разработке прикладных программных средств, предназначенных для планирования и оптимизации режимов работы парогазовых установок ТЭС.
1. Ледуховский Г.В., Поспелов А.А. Расчет и нормирование показателей тепловой экономичности оборудования ТЭС. – Иваново, 2015. – 468 с.
2. Optimal generation and transmission of energy in heat and electric networks / V.P. Zhukov, E.V. Barochkin, D.A. Ulanov, et al. // Thermal Engineering. – 2011. – Vol. 58, No. 8. – С. 629–633.
3. Arakelyan E.K., Minasyan S.A., Agababyan G.E. Methodical principles of multicriterial optimization of daily operating conditions of power equipment at thermal power stations // Thermal Engineering. – 2006. – Vol. 53, No. 10. – С. 767–771.
4. El-Masri M.A. Gascan on Interactive Code for Thermal Analysis of Gas Turbine Systems // ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. – 1988. – Vol. 110. – Р. 201–207.
5. Modeling and analysis of thermodynamic performance of 6F unit based on Thermoflow / W. Pan, T. Zhang, L. Liu, H. Wang. // Journal of Physics: Conference Series. – 2022. – Vol. 2378, No. 1. – P. 012013.
6. Usov S.V., Kudinov A.A. Development of the CCP-200 mathematical model for Syzran CHPP using the Thermolib software package // Thermal Engineering. – 2016. – Vol. 63, No. 4. – P. 253–259.
7. Тарасов Е.В., Жинов А.А. Оптимизация бездеаэраторной тепловой схемы паротурбинной установки с теплообменными аппаратами смешивающего типа // Электронный журнал: наука, техника и образование. – 2017. – № 2(12). – С. 56–63.
8. Урин В.Д., Кутлер П.П. Энергетические характеристики для оптимизации режимов электростанций и энергосистем. – М.: Энергия, 1974. – 136 с.
9. Горшков А.С. Технико-экономические показатели тепловых электростанций. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1974. – 240 с.
10. Резников М.И., Липов Ю.М. Паровые котлы тепловых электростанций. – М.: Энергоатомиздат, 1981. – 240 с.
11. Тепловой расчет котлов / под ред. Г.М. Кагана. – 3-е изд., перераб. и доп. – СПб.: НПО ЦКТИ, 1998. – 260 с.
12. Корн Г. Справочник по математике. Для научных работников и инженеров. – М.: Наука, 1973. – 832 с.
13. Таха Х. Введение в исследование операций. – М.: Вильямс, 2005. – 901 с.
14. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. В 2 кн. Кн. 1: пер. с англ. – М.: Финансы и статистика, 1986. – 366 с.
15. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. В 2 кн. Кн. 2: пер. с англ. – М.: Финансы и статистика, 1986. – 352 с.
16. Федоров Д.С., Зиновьева А.С., Ледуховский Г.В. Определение поправок к показателям тепловой экономичности ГТУ при разработке нормативных энергетических характеристик по данным эксплуатационных наблюдений // Вестник ИГЭУ. – 2025. – Вып. 2. – С. 5–11.
17. Разработка методики расчета составляющих резерва тепловой экономичности парогазовых установок / А.С. Зиновьева, Г.В. Ледуховский, Е.В. Зиновьева и др. // Вестник ИГЭУ. – 2024. – Вып. 5. – С. 5–13.
18. Алгоритмы сведения материальных и энергетических балансов при расчетах технико-экономических показателей оборудования ТЭС на основе метода регуляризации некорректных задач / Г.В. Ледуховский, В.П. Жуков, Е.В. Барочкин и др. // Теплоэнергетика. – 2015. – № 8. – С. 72–80. DOI: 10.1134/S0040363615080032.