Ανάλυση χαρακτηριστικών παραμέτρων λειτουργίας, ανάπτυξη λογισμικού παρακολούθησης και βελτιστοποίησης βαθμού απόδοσης μονάδων

Abstract

Μια από τις σημαντικότερες πηγές εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα είναι η ηλεκτροπαραγωγή από ορυκτά καύσιμα (λιγνίτης, λιθάνθρακας, πετρέλαιο, κ.τ.λ.). Το 84% της ηλεκτρικής παραγωγής στην Ελλάδα (πηγή: Ρυθμιστική Αρχή Ενέργειας) προέρχεται από την καύση λιγνίτη. Συνεπώς, βέλτιστη λειτουργία του συστήματος μετατροπής θα έχει σαν αποτέλεσμα υψηλότερη αποδοτικότητα της καύσης και του κυκλώματος νερού-ατμού. Με αυτό τον τρόπο, ίδια ηλεκτρική ισχύς μπορεί να παραχθεί με μικρότερη απαίτηση σε καύσιμο άρα και χαμηλότερες εκπομπές. Ο παραπάνω λόγος ήταν και το κίνητρο για την μοντελοποίηση, προσομοίωση και βελτιστοποίηση μίας λιγνιτικής μονάδας ηλεκτροπαραγωγής μέγιστης παραγόμενης ισχύος 300MW (παρόμοια με την μονάδα IV του Α.Η.Σ. Καρδιάς). Για τον λόγο αυτό χρησιμοποιήθηκαν δύο λογισμικά τα οποία χρησιμοποιούν επαναληπτικούς λύτες. Το πρώτο από αυτά ήταν το ανοιχτού πηγαίου κώδικα (open source code) λογισμικό D.N.A. (Dynamic Network Analysis) και το δεύτερο ήταν το gPROMS της Process System Enterprise. Το πρώτο από αυτά έχει το πλεονέκτημα ότι διαθέτει έτοιμη βιβλιοθήκη με τα μοντέλα των επιμέρους στοιχείων από τα οποία αποτελείται μία μονάδα ηλεκτροπαραγωγής καθώς και των ιδιοτήτων νερού, καυσίμου και καυσαερίων αλλά δεν διαθέτει λύτη βελτιστοποίησης. Αντίθετα, το δεύτερο, διαθέτει και λύτη για βελτιστοποίηση αλλά όλα τα μαθηματικά μοντέλα έπρεπε να κωδικοποιηθούν από την αρχή. Ο λύτης της βελτιστοποίησης είναι μη-γραμμικός. Το χαρακτηριστικό αυτό ήταν αναγκαίο δεδομένης της μη γραμμικής φύσης του προβλήματος βελτιστοποίησης βαθμού απόδοσης...