Елсуков Никита Сергеевич – аспирант высшей школы атомной и тепловой энергетики,
г. Санкт-Петербург
Nikita S. Elsukov,
Saint-Petersburg
Аникина Ирина Дмитриевна – канд. техн. наук, доцент высшей школы атомной итепловой энергетики,
г. Санкт-Петербург
Irina D. Anikina,
Saint-Petersburg
Голубев Сергей Евгеньевич – главный специалист,
г. Москва
Sergey E. Golubev,
Moscow
Актуальность исследования заключается в разработке методики повышения экономической эффективности теплоэлектроцентралей (далее ТЭЦ) с парогазовым и паротурбинным блоками на балансирующем сегменте оптового рынка электроэнергии и мощности (далее ОРЭМ) с учетом фактических характеристик оборудования. Перераспределение тепловых потоков между энергоблоками ТЭЦ с использованием методов математического моделирования режимов станции позволяет увеличить прибыль как на Рынке на сутки вперед (далее РСВ), так и на Балансирующем рынке электроэнергии (далее БР).
Цель. Повысить маржинальный доход ТЭЦ на БР путем оптимизации режимов. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялся метод имитационного моделирования режимов работы ТЭЦ и метод расчета балансов исследуемой ТЭЦ на стационарных режимах с использованием программных продуктов United Cycle и Microsoft Excel.
Результаты. В статье представлены результаты снижения топливных издержек при перераспределении тепловых потоков обратной сетевой воды между паротурбинным и парогазовым энергоблоками путем перераспределения теплофикационных нагрузок между энергоблоками исследуемой ТЭЦ. Был проведен анализ функций дополнительных выработки электроэнергии и топливных издержек, приведенных к денежному потоку, с определением локального экстремума, обеспечивающего максимальную прибыль на БР.
Заключение. С помощью перераспределения теплофикационных нагрузок между энергоблоками ТЭЦ было достигнуто снижение суммарного расхода топлива до 7%, обеспечивающее рост прибыли до 60,59 тыс.руб./ч. Поиск оптимального количества увеличения вырабатываемой электроэнергии на БР приводит к росту прибыли до 14,62 и 128,22 тыс.руб./ч для паротурбинного и парогазового блока, соответственно.
Relevance. Optimization of CHPP modes is the most urgent task to increase profits on the wholesale electricity market. Free market economy forces CHPP’s to optimize its operation to achieve additional profits on Balancing electricity market.
The purpose is to increase marginal income of CHPP at the Wholesale Electricity Market by modes optimization.
Methods. The method of CHPP simulation modelling and the method of CHPP heat balances calculation were used. The digital twin of the investigated power plant was created in CAE United Cycle. United Cycle also provides the ability to calculate heat and mass balances of the CHPP in stationary modes. Other calculations were carried out by Microsoft Excel.
Results. The paper presents the results of fuel costs reduction due to return network water heat flows redistribution between steam turbine and combined cycle gas turbine. This result was achieved by solving the system of balance equations of power units of the investigated CHPP. A profit increase on the market with constant output of electricity and heat was achieved. The functions of additional power generation and fuel costs have been investigated. The cash flow of revenue and expenses was analyzed. The local extremum of the maximum profit on the balancing market was determined.
Conclusions. In a result of heat loads redistribution between steam and combined-cycle gas turbines, a reduction of total fuel consumption up to 7% was achieved. This ensures profit growth up to 60.59 thou.rub./h. The investigation of the optimal amount of power increase at Balancing market leads to profit growth up to 14.62 and 128.22 thou.rub./h for steam and combined cycle gas turbine, respectively.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.