Векторная постановка задачи совместного сведения материального и энергетического балансов при расчете фактических показателей тепловой экономичности газотурбинных установок
А.С. Зиновьева, Г.В. Ледуховский, В.П. Жуков, Е.В. Барочкин, С.И. Шувалов
Вестник ИГЭУ, 2023 г. выпуск 5, сс. 5—11
Скачать PDF
Состояние вопроса. Известна скалярная постановка задачи регуляризации материальных потоков применительно к газотурбинным установкам, позволяющая учитывать предельно допустимую суммарную невязку балансов по массе и энергии, а также максимальное отклонение скорректированных по результатам балансировки значений параметров от их исходных значений. При этом отсутствует возможность учета индивидуальных нормируемых метрологических характеристик средств измерения, используемых для получения исходных значений контролируемых параметров.
Материалы и методы. Задача сведения материального и энергетического балансов газотурбинной установки формулируется в векторной постановке в рамках концепции регуляризации Тихонова при решении некорректных задач. Для решения задачи используются аналитический метод, метод итераций аналитических решений, а также метод статистического программирования.
Результаты. Получены аналитические и численные решения сформулированной задачи, в том числе учитывающие ограничения на область допустимых значений параметров, обусловленные нормируемыми метрологическими характеристиками средств измерения. Показано влияние применяемой методики сведения балансов на результаты расчета показателей тепловой экономичности газотурбинных установок.
Выводы. Для практического применения в системах автоматизированного мониторинга показателей тепловой экономичности газотурбинных установок рекомендуется использовать вариант векторной постановки задачи сведения балансов при ее решении методом итераций аналитических решений либо методом статистического программирования. Разработанная методика позволяет определять обоснованные фактические значения показателей тепловой экономичности оборудования при совпадении в пределах допустимой погрешности значений КПД брутто газотурбинной установки, рассчитываемых по прямому и обратному балансам.
1. Методика совместного сведения материального и энергетического балансов при расчете фактических показателей тепловой экономичности газотурбинных установок / А.С. Зиновьева, С.Д. Горшенин, Г.В. Ледуховский, В.П. Жуков // Вестник ИГЭУ. – 2023. – Вып. 1. – С. 5–10.
2. Программный комплекс «ТЭС-Эксперт»: опыт оптимизации режимов работы оборудования ТЭЦ / Е.В. Барочкин, А.А. Поспелов, В.П. Жуков и др. // Вестник ИГЭУ. – 2006. – Вып. 4. – С. 3–6.
3. Ледуховский Г.В., Поспелов А.А. Расчет и нормирование показателей тепловой экономичности оборудования ТЭС. – Иваново, 2015. – 468 с.
4. Горшков А.С. Технико-экономические показатели тепловых электростанций. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1974. – 240 с.
5. 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.
6. 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.
7. Урин В.Д., Кутлер П.П. Энергетические характеристики для оптимизации режимов электростанций и энергосистем. – М.: Энергия, 1974. – 136 с.
8. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. – М.: Наука, 1979. – 285 с.
9. Hoerl A.E., Kennard R.W. Ridge Regression: Biased Estimation for Non orthogonal Problems / Technometrics. – 1970. – No. 12. – P. 55–67.
10. Hoerl A.E., Kennard R.W. Ridge regression – 1980. Advances, algorithms, and applications / Amer. J. Math. Management Sci. – 1981. – No. 1. – P. 5–83.
11. Тверской Ю.С. Методологические аспекты машинной аппроксимации частотных характеристик с оценкой меры адекватности моделей объектов управления // Теплоэнергетика. – 1990. – № 11. – С. 34–39.
12. Тверской Ю.С. Автоматизация пылеугольных котлов электростанций. – СПб.: Лань, 2018. – 472 с.
13. Алгоритмы сведения материальных и энергетических балансов при расчетах технико-экономических показателей оборудования ТЭС на основе метода регуляризации некорректны задач / Г.В. Ледуховский, В.П. Жуков, Е.В. Барочкин и др. // Теплоэнергетика. – 2015. – № 8. – С. 72–80. DOI: 10.1134/S0040363615080032.
14. Вентцель Е.С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. – М.: Дрофа, 2004. – 207 с.
15. Таха Х. Введение в исследование операций. – М.: Вильямс, 2005. – 901 с.