Наукове обгрунтування та нормативне забазпечення енергоефективних режимів роботи систем автоматичного регулювання гідрогенераторних установок

The article shows the advantages of the combined method of generating electrical and thermal energy that are not implemented currently completely because of inconsistencies of energy and economic sides combined. Fundamental difficulties associated with the separation of fuel costs among manufactured products, without which it is impossible to determine their cost. It is shown that the distribution of the expenditure incurred on fuel, and the separation of the fuel consumption in fact it is one and the same problem. Ignorance of the real costs does not allow to generate reasonable rates of products which leads to lower competitiveness of the combined production and does not contribute to technical improvement. It is proved that the problems that occur in the combined use of thermal energy caused by the imperfection of the theoretical foundations of Economics of the power system. In particular, it refers to the establishment of cost of thermal energy after the partial implementation of it in the form of work. Apply in the heat of the preconditions for establishing the value of joules of heat energy, is ambiguous and not justified. It is based on the regulations of thermodynamics and are not related to the economy of production. Based on these assumptions the methods of separation of fuel (physical, energetic, regulatory, etc) can not be used when establishing the cost of energy products produced by the combined method. The proposed economic approach to the division of costs for fuel and scientifically grounded method of separation of expenditure incurred on fuel, which can be used in the calculation of cost of electrical and thermal energy generated by the combined method. The issues associated with providing the required quality of electric energy produced in hydroelectric power plants, improving the accuracy of regulation of frequency and power generating units. Performed parametric synthesis of astatic regulator of the system of automatic regulation of frequency of rotation of the turbine based on the solution of the inverse problem of dynamics. An analysis of existing normative-methodological support of automatic control systems of hydraulic units.В статье показаны преимущества комбинированного способа выработки электрической и тепловой энергии, которые не реализуются в настоящее время полностью из-за несогласованности энергетической и экономической сторон комбинированного производства. Принципиальные трудности, связанные с разделением затрат топлива между производимыми видами продукции, без чего невозможно определить их себестоимость. Показано, что распределение расходов, понесенных на топливо, и разделение расхода топлива фактически это одна и та же проблема. Незнание реальной себестоимости не позволяет обоснованно формировать тарифы на продукцию, что приводит к снижению конкурентоспособности комбинированных производств и не способствует их технического совершенствования. Обосновано, что проблемы, которые имеют место при комбинированном использовании тепловой энергии, обусловленные несовершенством теоретических основ экономики теплоэнергетики. В частности, это относится к установлению стоимости тепловой энергии после частичной реализации ее в форме работы. Применяются в теплоэнергетике предпосылки для установления стоимости джоулей тепловой энергии, неоднозначные и не обоснованные. Они исходят из положений термодинамики и не связанные с экономикой производства. Основываются на таких предпосылках методы разделения расходов топлива (физический, эксергетический, нормативный и др) не могут быть использованы при установлении себестоимости энергетической продукции, вырабатываемой комбинированным способом. Предложен экономический подход к делению затрат на топливо и научно обоснован метод разделения расходов, понесенных на топливо, который может быть использован при расчетах себестоимости электрической и тепловой энергии, вырабатываемой комбинированным способом. Рассмотрены вопросы, связанные с обеспечением требуемого качества электрической энергии, производимой на гидроэлектростанциях, повышением точности регулирования частоты и мощности гидроагрегатов. Выполнен параметрический синтез астатического регулятора системы автоматического регулирования частоты вращения гидротурбины на основе решения обратной задачи динамики. Проведен анализ существующего нормативно-методического обеспечения систем автоматического регулирования гидроагрегатов.У статті показано переваги комбінованого способу вироблення електричної і теплової енергії, які не реалізуються в даний час повністю із-за неузгодженості енергетичної та економічної сторін комбінованого виробництва. Принципові труднощі пов'язані з поділом витрат палива між виробленими видами продукції, без чого неможливо визначити їх собівартість. Показано, що розподіл витрат, понесених на паливо, і поділ витрати палива фактично це одна і та ж проблема. Незнання собівартості не дозволяє обґрунтовано формувати тарифи на продукцію, що призводить до зниження конкурентоспроможності комбінованих виробництв і не сприяє їх технічного вдосконалення. Обґрунтовано, що проблеми, які мають місце при комбінованому використанні теплової енергії, зумовлені недосконалістю теоретичних основ економіки теплоенергетики. Зокрема, це відноситься до встановлення вартості теплової енергії після часткової реалізації її у формі роботи. Застосовуються в теплоенергетиці передумови для встановлення вартості джоулів теплової енергії, неоднозначні і не обґрунтовані. Вони виходять з положень термодинаміки і не пов'язані з економікою виробництва. Грунтуються на таких передумовах методи поділу витрат палива (фізичний, ексергетичний, нормативний та ін) не можуть бути використані при встановленні собівартості енергетичної продукції, що виробляється комбінованим способом. Запропоновано економічний підхід до поділу витрат на паливо та науково обґрунтований метод поділу витрат, понесених на паливо, який може бути використаний при розрахунках собівартості електричної і теплової енергії, що виробляється комбінованим способом. Питання, пов'язані із забезпеченням якості електричної енергії, що виробляється на гідроелектростанціях, підвищенням точності регулювання частоти і потужності гідроагрегатів. Виконано параметричний синтез астатического регулятора системи автоматичного регулювання частоти обертання гідротурбіни на основі рішення зворотної задачі динаміки. Проведено аналіз існуючого нормативно-методичного забезпечення систем автоматичного регулювання гідроагрегатів

ПРЕЦИЗІЙНІ СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ТУРБОГЕНЕРАТОРНИХ УСТАНОВОК

The article is devoted research and working out of scientific and technical and standard methods and means of improvement of indicators of quality developed turbogenerators by installations of power stations and their finishing to level of operating international standards. In work questions of working out and introduction of new effective technical decisions are considered, essentially reduce all kinds of static and dynamic errors and, thereby, raise accuracy of regulation and quality of the made electric power. Methods of structurally-parametrical synthesis of regulators of frequency and capacity concern such methods and decisions turbogenerators installations on the basis of return problems of dynamics, in particular.Статья посвящена исследованию и разработке научно-технических и нормативных методов и средств улучшения показателей качества вырабатываемой турбогенераторными установками электростанций и доведение их до уровня действующих международных стандартов. В работе рассмотрены вопросы разработки и внедрения новых эффективных технических решений, существенно уменьшают все виды статических и динамических погрешностей и, тем самым, повышают точность регулирования и качество производимой электроэнергии. К таким методам и решениям относятся, в частности, методы структурно-параметрического синтеза регуляторов частоты и мощности турбогенераторных установок на основе обратных задач динамики.Статтю присвячено дослідженню та розробці науково-технічних і нормативних методів і засобів поліпшення показників якості електроенергії, що виробляється турбогенераторними установками електростанцій і доведення їх до рівня діючих міжнародних стандартів. В роботі розглянуті питання розробки і впровадження нових ефективних технічних рішень, що суттєво зменшують всі види статичних і динамічних похибок і, тим самим, підвищують точність регулювання і якість виробляємої електроенергії. До таких методів і рішень відносяться, зокрема, методи структурно-параметричного синтезу регуляторів частоти та потужності турбогенераторних установок на основі зворотних задач динаміки

Розробка нейромережевих і нечітких моделей багатомасових електромеханічних систем

The study objective was to construct models of multimass electromechanical systems using neural nets, fuzzy inference systems and hybrid networks by means of MATLAB tools. A model of a system in a form of a neural net or a neuro-fuzzy inference system was constructed on the basis of known input signals and signals measured at the system output. Methods of the theory of artificial neural nets and methods of the fuzzy modeling technology were used in the study.A neural net for solving the problem of identification of the electromechanical systems with complex kinematic connections was synthesized using the Neural Network Toolbox application package of the MATLAB system. A possibility of solving the identification problem using an approximating fuzzy system using the Fuzzy Logic Toolbox package was considered. A hybrid network was synthesized and implemented in a form of an adaptive neuro-fuzzy inference system using the ANFIS editor. Recommendations for choosing parameters that have the most significant effect on identification accuracy when applying the methods under consideration were given. It was shown that the use of neural nets and adaptive neuro-fuzzy inference systems makes it possible to identify systems with accuracy of 2 to 4%.As a result of the conducted studies, efficiency of application of neural nets, fuzzy inference systems and hybrid nets to identification of systems with complex kinematic connections in the presence of "input-output" information was shown. The neural-network, fuzzy and neuro-fuzzy models of two-mass electromechanical systems were synthesized with the use of modern software tools.The considered approach to using artificial intelligence technologies, that is neural nets and fuzzy logic is a promising line of construction of appropriate neural-network and neuro-fuzzy models of technical objects and systems. The study results can be used in synthesis of regulators for the systems with complex kinematic connections to ensure their high performance.Целью работы является построение моделей многомассовых электромеханических систем с применением нейронных сетей, систем нечеткого вывода и гибридных сетей инструментальными средствами MATLAB. Модель системы в виде нейронной сети или системы нейро-нечеткого вывода строится на основе известных входных сигналов и измеренных сигналов на выходе системы. При проведении исследований использованы методы теории искусственных нейронных сетей и методы технологии нечеткого моделирования.Выполнен синтез нейронной сети для решения задачи идентификации электромеханической системы со сложными кинематическими связями с применением пакета прикладных программ Neural Network Toolbox системы MATLAB. Рассмотрена возможность решения задачи идентификации с помощью нечеткой аппроксимирующей системы с использованием пакета Fuzzy Logic Toolbox. Проведен синтез гибридные сети, реализованной в форме адаптивной систем нейро-нечеткого вывода с применением редактора ANFIS. Даны рекомендации по выбору параметров, которые наиболее существенно влияют на точность идентификации при применении рассмотренных методов. Показано, что использование нейронных сетей и адаптивных систем нейро-нечеткого вывода позволяет выполнять идентификацию систем с точностью 4–5 %.В результате проведенных исследований показана эффективность применения нейронных сетей, систем нечеткого вывода и гибридных сетей для идентификации систем со сложными кинематическими связями при наличии информации «вход-выход». Выполнен синтез нейросетевой, нечеткой и нейро-нечеткой моделей двухмассовой электромеханической системы с использованием современных программных средств.Рассмотрен подход использования технологий искусственного интеллекта – нейронных сетей и нечеткой логики является перспективным направлением для построения соответствующих нейросетевых и нейро-нечетких моделей технологических объектов и систем. Результаты исследований могут быть использованы при синтезе регуляторов систем со сложными кинематическими связями для обеспечения высоких показателей качества функционирования системМетою роботи є побудова моделей багатомасових електромеханічних систем з застосуванням нейронних мереж, систем нечіткого висновку і гібридних мереж інструментальними засобами MATLAB. Модель системи у вигляді нейронної мережі або системи нейро-нечіткого висновку будується на основі відомих вхідних сигналів і виміряних сигналів на виході системи. При проведенні досліджень використані методи теорії штучних нейронних мереж і методи технології нечіткого моделювання.Виконано синтез нейронної мережі для вирішення завдання ідентифікації електромеханічної системи із складними кінематичними зв’язками з застосуванням пакету прикладних програм Neural Network Toolbox системи MATLAB. Розглянуто можливість вирішення задачі ідентифікації за допомогою нечіткої апроксимуючої системи з використанням пакету Fuzzy Logic Toolbox. Проведено синтез гібридні мережі, реалізованої у формі адаптивної систем нейро-нечіткого висновку з застосуванням редактора ANFIS. Надано рекомендації з вибору параметрів, що найбільш суттєво впливають на точності ідентифікації при застосуванні розглянутих методів. Показано, що використання нейронних мереж і адаптивних систем нейро-нечіткого висновку дозволяє виконувати ідентифікацію систем з точністю 4–5 %.В результаті проведених досліджень показана ефективність застосування нейронних мереж, систем нечіткого висновку і гібридних мереж для ідентифікації систем із складними кінематичними зв’язками при наявності інформації «вхід-вихід». Виконано синтез нейромережевої, нечіткої і нейро-нечіткої моделей двомасової електромеханічної системи з використанням сучасних програмних засобів.Розглянутий підхід використання технологій штучного інтелекту – нейронних мереж і нечіткої логіки – є перспективним напрямом для побудови відповідних нейромережевих і нейро-нечітких моделей технологічних об'єктів і систем. Результати досліджень можуть бути використані при синтезі регуляторів систем із складними кінематичними зв’язками для забезпечення високих показників якості функціонування систе

ДОСВІД ЗАСТОСУВАННЯ АКТИВАТОРА ГОРІННЯ «АР-ГЕН-Ф» НА БЛОЦІ 200 МВТ ЗМІЇВСЬКОЇ ТЕС

In the article practical experience of application of activator of burning of «AR-GEN-F» is considered on a block 200 MVt Zmievskoy TES. Descriptions of work of caldron of block are rotined 200 MVt of s/bez activator in the different modes of loadings, influence of activator is certain on the process of burning and positive effect of his use. On the basis of tests conclusions are done about practical application of activator of burning of «AR-GEN-F».В статье рассмотрен практический опыт применения активатора горения «АР-ГЕН-Ф» на блоке 200 МВт Змиевской ТЭС. Показаны характеристики работы котла блока 200 МВт с/без активатора в различных режимах нагрузок, определено влияние активатора на процесс горения и положительный эффект его использования. На основе испытаний сделаны выводы о практическом применении активатора горения «АР-ГЕН-Ф».У статті розглянуто практичний досвід застосування активатора горіння «АР-ГЕН-Ф» на блоці 200 МВт Зміївської ТЕС. Показано характеристики роботи котла блоку 200 МВт з/без активатора в різних режимах навантажень, визначено вплив активатора на процес горіння й позитивний ефект його використання. На основі випробувань зроблено висновки щодо практичного застосування активатора горіння «АР-ГЕН-Ф»

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО УПРАВЛЕНИЯ ЦИРКУЛЯЦИОННЫМИ НАСОСАМИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

В статье проведен анализ и обработка данных экспериментального исследования циркуляционного насоса тепловой электростанции. Показан возможный экономический эффект при использовании алгоритмов энергосберегающего управления циркуляционным насосом и определен закон такого управления

ПРО ЗАГАЛЬНІ НАУКОВІ ПІІДХОДИ ДО СТВОРЕННЯ УНІФІКОВАНИХ ПРЕЦИЗІЙНИХ ЕНЕРГОЗБЕРІГАЮЧИХ АСУ ТП

В статье разработаны иерархическая структура базовых понятий и определений АСУ ТП, универсальная функциональная схема процесса создания прецизионных энергосберегающих АСУ ТП. Проведена систематизация и классификация общих структур АСУ ТП и их элементной базы с выделением базового сегмента прецизионных энергосберегающих АСУ.В статье разработаны иерархическая структура базовых понятий и определений АСУ ТП, универсальная функциональная схема процесса создания прецизионных энергосберегающих АСУ ТП. Проведена систематизация и классификация общих структур АСУ ТП и их элементной базы с выделением базового сегмента прецизионных энергосберегающих АСУ.У статті розроблені ієрархічна структура базових понять і визначень АСУ ТП, універсальна функціональна схема процесу створення прецизійних енергозберігаючих АСУ ТП. Проведено систематизацію та класифікацію загальних структур АСУ ТП і їх елементної бази з виділенням базового сегмента прецизійних енергозберігаючих АСУ

АВТОМАТИЗАЦІЯ ВИПРОБУВАНЬ НАСОСІВ

The article explains the urgency of introducing a new type of operation of pumping equipment, test it directly onsite. Designed, tested and debugged laboratory installation of centrifugal pumps, allowing building performance and identifying areas of energy-efficient modes in real time with the help of modern devices and a personal computer, corresponding to the maximum efficiency. The possibility of testing the pumps automatically and significantly reduce the time spent on testing.В статье обосновывается актуальность введения в практику эксплуатацию насосного оборудования нового вида, его испытаний-непосредственно на месте эксплуатации. Разработана, испытана и отлажена лабораторная установка центробежных насосов, позволяющая в реальном масштабе времени при помощи современных приборов и персонального компьютера строить характеристики и определять области энергоэффективных режимов, соответствующие максимальным значениям КПД. Доказана возможность проводить испытания насосов в автоматическом режиме и существенно сокращать время, затраченное на испытания.У статті обґрунтовується актуальність введення в практику експлуатацію насосного обладнання нового виду, його випробувань-безпосередньо на місці експлуатації. Розроблено, випробувано і налагоджена лабораторна установка відцентрових насосів, що дозволяє в реальному масштабі часу за допомогою сучасних приладів і персонального комп'ютера будувати характеристики і визначати області енергоефективних режимів, відповідні максимальним значенням ККД. Доведено можливість проводити випробування насосів в автоматичному режимі і істотно скорочувати час, витрачений на випробування

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ КОТЛОВ ТЭС ПО КРИТЕРИЮ МИНИМУМА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ

This scientific paper gives the definition of the formal optimization problem of operating conditions for the equipment of thermal power plants using the criterion of minimum power losses and defines the methods of its solution. The main process parameters and external perturbations that influence the value of power losses in the direct flow boilers of thermal power stations have been defined. The mathematical model of the optimization problem of operating conditions for the equipment of thermal power plants using the criterion of minimum power losses has been constructed. The objective function, the vectors of input and output parameters, process limitations and the vector of external perturbation actions have been defined. The mathematical optimization model includes the basic parameters of steam, fuel, air, feed water and escaping gases and also the activating agents that make the combustion process more efficient. It has been shown that the task of the real-world problem of the optimization of operating conditions of the boiler using minimum power losses is to evaluate the parameters of controlled values at which energy losses in the boiler will be minimum (at a fixed value of the unit power) and construct the optimal statistical regulation curves of the boiler in the entire range of its normal operation. The offered optimization method of the operation of steam boilers of power plants allows for the reduction of energy losses in the boiler and for the improvement of technoeconomic indices of its operation.Поставлена задача оптимизации режимов работы котельного оборудования тепловых электростанций по критерию минимума энергетических потерь и намечены пути ее решения. Определены основные технологические параметры и внешние возмущения, оказывающие влияние на величину энергетических потерь в прямоточных котлах ТЭС. Составлена математическая модель задачи оптимизации режимов работы котлов по критерию минимума энергетических потерь.