Инструменты оптимизации ТЭП электростанции

Необходимость оптимизации ТЭП на электростанциях определяется наличием многовариантности принятия управляющего технологического решения эксплуатационным персоналом. Перед электростанцией стоит, казалось бы, простая задача: Выполнить план поставки электроэнергии и тепла на существующем работающем оборудовании при минимуме затрат топлива. В настоящее время до сих пор эту задачу пытается выполнять человек без оперативного учёта ПЕРЕРАСХОДА топлива, т.е. абсолютно впотьмах. Из этого следует, что главенствующая целевая функция по минимизации расхода топлива абсолютно не выполняется.

Здесь следует отметить, что и наличие мощной оптимизации не решает данной проблемы без текущего учёта ПЕРЕРАСХОДА топлива на получасовых интервалах. Оптимизация в данном случае говорит, как надо сделать, а учёт показывает, что же в результате управления получилось, т.е. учёт является обратной связью. Но в настоящее время нет этой обратной связи, следовательно, и нет оптимального управления. А с другой стороны даже при учёте ПЕРЕРАСХОДА топлива, но при отсутствии оптимизации также не может быть этого оптимального управления. Получается очень мрачная картина сегодняшнего дня: нет ни оптимизации ресурсов, ни учёта ПЕРЕРАСХОДА топлива. Отметим также, что учёт ПЕРЕРАСХОДА топлива – это получасовые расчёты фактического расхода топлива минус нормативный расход в реальном времени с предоставлением мониторинга с аналитикой на БЩУ.

А сейчас об инструментах оптимизации ТЭП подробнее. Существует два подхода к оптимизации: участковая и общая. Участковая оптимизация рассматривает только часть оборудования без увязки с другой частью, например, оптимизация загрузки турбин. Общая оптимизация оперирует сразу всей моделью электростанции. Безусловно, общая оптимизация наиболее правильно определяет наилучшее решение, т.к. рассматривает все процессы во взаимосвязи. В MES-Системе реализована именно общая оптимизация.

К инструментам оптимизации можно отнести: Линейную оптимизацию на симплексном методе, Динамическую оптимизацию и ХОП оптимизацию.

ЛИНЕЙНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ. Задача для данной оптимизации представляет собой систему линейных уравнений и целевую функцию. Данная задача не существует где-то в стороне, а непосредственно включается в математическую модель электростанции. Кстати, таких задач линейной оптимизации в расчётах может быть сколько угодно, объединённых в единую модель электростанции для оперативного расчёта в реальном времени фактических и нормативных ТЭП. Все эти системы линейных уравнений решаются модернизированным симплекс-методом, который обязательно приводит к конкретному решению. В этом случае присутствуют две модели: для оптимизации и для учёта.

ДИНАМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ. Данная оптимизация хотя и не присутствует в самом теле математической модели электростанции, но оперирует именно всей этой моделью. Динамический оптимизатор содержит данные определяющих факторов, для которых задаются возможные минимальные и максимальные значения, и данные минимаксной стратегии, для которых задаются минимальные или максимальные значения с ранжированием их по приоритету. Суть динамической оптимизации заключается в том, что для всех определяющих факторов попеременно с определённым шагом задаются значения от минимального до максимального и рассчитываются результирующие показатели на полной модели с их фиксацией. Таким образом, проверяются все сочетания определяющих факторов. Вторым этапом является выбор оптимального варианта из всего многообразия в соответствии с минимаксной стратегией.

ХОП ОПТИМИЗАЦИЯ. Данный вид оптимизации также оперирует с полной моделью электростанции. И в этом, и в выше описанных вариантах модель электростанции представляет собой полный набор расчётов фактических и нормативных ТЭП. ХОП или Характеристика Относительных Приростов это график дифференциалов показателя (dy/dx) от минимального до максимального значения (x), а оптимизация это определение экстремума этого графика. Формулируется же задача следующим образом: Найти такое распределение ресурсов, при котором для увеличения мощности электроэнергии на определённую величину потребуется наименьшее увеличение затрат топлива.

Инновационная MES-Система по всем этим видам оптимизации имеет настраиваемые инструменты, т.е. они не реализованы “в лоб”, а могут легко изменяться в процессе эксплуатации.

Но следует особо остановиться на долях влияния на экономию топлива оптимизации ресурсов и учёта ПЕРЕРАСХОДА топлива. Так, оптимизация ресурсов может дать экономию топлива всего в 3%, а учёт ПЕРЕРАСХОДА топлива имеет возможность сэкономить более 10% топлива. Здесь вырисовывается интересная картина, что при реализации оптимизации ресурсов и без учёта ПЕРЕРАСХОДА топлива даже эти 3% можно и не достичь, т.к. всё может съесть бесконтрольный ПЕРЕРАСХОД топлива. А вот, совместная реализация и учёта ПЕРЕРАСХОДА топлива, и оптимизации ресурсов легко даст экономию топлива в 13%.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ Технологии увеличения энергоэффективности электростанций (экономии топлива) на MES-Системе «MES-T2 2012», позволяющей УДВОИТЬ прибыль ТГК и ОГК, размещено на сайте: http://www.Inform-System.ru.

ДЕМОНСТРАЦИОННАЯ ВЕРСИЯ инновационной MES-Системы «MES-T2 2012» с расчётами фактических и нормативных ТЭП, с минутными и получасовыми расчётами перерасхода топлива и с оперативной аналитикой размещена на сайте: http://www.Inform-System.ru.

1. Интересно, какова размерность задачи линейного программирования (ЛП) и, как формируются ограничения?
2. В течении какого промежутка времени решение задачи ЛП остается в силе?
3. Можем ли мы рассматривать решение задачи ЛП, как результат прогнозирования?

boris_mvr пишет:1. Интересно, какова размерность задачи линейного программирования (ЛП) и, как формируются ограничения?

Точно не помню, но мне кажется до 30 значений X, по вертикали не ограничено. Коэффициенты и ограничения в нашей интерпретации создаются, как обычные показатели.

boris_mvr пишет:2. В течении какого промежутка времени решение задачи ЛП остается в силе?

Вопрос не совсем понятен. Если все задачи решаются каждые полчаса, то задача линейного программирования с расчётом коэффициентов и ограничений решается также каждые полчаса, ну, или каждую минуту.

boris_mvr пишет:3. Можем ли мы рассматривать решение задачи ЛП, как результат прогнозирования?

Можно использовать и для прогнозирования, естественно, это будут другие задачи.

1. Время решения задачи ЛП играет роль?
2. Что произойдет, если каждые полчаса отключать блок решения задачи ЛП и пользоваться предыдущими значениями, то есть решать задачу каждый час? Здесь мы "прогнозируем" на полчаса вперед.

Инструментарий, обычно, описывается в базе знаний, у меня в конструкторе, а у Вас?

boris_mvr пишет:Инструментарий, обычно, описывается в базе знаний, у меня в конструкторе, а у Вас?

В нашем случае весь Инструментарий сосредоточен в .EXE модуле.

Иными словами в программе. Как вы его тогда изменяете или добавляете новый? Или я не так понял?

boris_mvr пишет:Иными словами в программе. Как вы его тогда изменяете или добавляете новый? Или я не так понял?

У нас есть сложность в том, что вы великолепно знаете одну технологию и прикипели к ней, я тоже самое, но к другой самостийной технологии. Сразу всё понять трудно, в общем, как и всё объяснить. У нас разный сленг, разный опыт, разные сферы применения.

Вот если бы, скажем, говорить о какой-либо сфере, которая бы была понятна и вам, и мне. Затем перейти к какой-либо проблеме или к задаче. А затем можно и сравнивать подходы решения.
Но пока мы в параллельных плоскостях...

Давайте попробуем.

"В нашем случае весь Инструментарий сосредоточен в .EXE модуле"

.EXE модуль это программа, уже оттранслированная. А, если надо внести изменения в инструментарий или добавить новый, тогда как поступаете? Или ничего менять не надо?

boris_mvr пишет:.EXE модуль это программа, уже оттранслированная. А, если надо внести изменения в инструментарий или добавить новый, тогда как поступаете? Или ничего менять не надо?

Для адаптации ничего менять не надо.
Для модернизации - естественно меняем мы и рассылаем новый .EXE по заказчикам.

boris_mvr пишет:Давайте попробуем.

ВАШ ХОД ПЕРВЫЙ!

Опишите контекст.

boris_mvr пишет:Опишите контекст.

Я предлагаю любое непрерывное производство. К сожалению, я хорошо знаю работу электростанций, но расчёты ТЭП (технико-экономических показателей) есть на любом ином производстве. Естественно я тяготею к электростанциям, но если вы владеете технологией из другой промышленности, желательно с непрерывным производством, то назовите.

В их основе лежит эффект контекста. но для каждого производства он будет свой, такие подходы применяли и сейчас применяют (док. фильм "Самурайский меч"). Такие технологии используют количественные и качественные показатели, с качественными работает только человек (эффект контекста).

boris_mvr пишет:В их основе лежит эффект контекста. но для каждого производства он будет свой. Такие технологии используют количественные и качественные показатели, с качественными работает только человек (эффект контекста).

Пока у нас сходимости нет. Я интересуюсь, можете ли вы предложить какое-либо производство для рассмотрения, помимо электростанций, например: химическое производство, нефтегазовое, металлургическое? Такое, с которым вы знакомы, и можете сформулировать проблему. Тогда я прикину сможет ли с этим справиться наша Система без доработки.

Скажу сразу, что без доработки - нет. Почему? нужно формировать контекст с помощью фреймов, это раз. Хранить историю, это два, формировать столбец строк контекста, это три. Изменять описание контекста без перепрограммирования, это четыре. Составить фреймы, это 5. Перечисляю основные только блоки или классы или подпрограммы. В каком сейчас состоянии эти заводы?
Они непрерывно закрываются. Оказывается, что дешевле купить бензин за бугром, а им нефть поставлять, чем делать его у нас. По телевидению передавали.

Что теперь описать?

boris_mvr пишет:Скажу сразу, что без доработки - нет.

Нам доработка не нужна... У нас всё великолепно сделано и хорошо работает!

boris_mvr пишет:нужно формировать контекст с помощью фреймов, это раз.

У нас так и сделано. Алгоритмы расчёта пишутся позадачно. Задача - фрейм, алгоритм - контекст.

boris_mvr пишет:Хранить историю, это два

Историю чего? Если историю данных, то это есть. Если всех изменений алгоритмов, то не вижу смысла, но и это возможно.

boris_mvr пишет:формировать столбец строк контекста, это три.

У нас алгоритмы пишутся строчно по столбцам.

boris_mvr пишет:Изменять описание контекста без перепрограммирования, это четыре.

Всё меняется без программирования.

boris_mvr пишет:Составить фреймы, это 5.

Задачи (фреймы) составляются в АРМы.

Попробуйте, может и получится.
Для управления технологу достаточно блокнота, карандаша, точилки и резинки, дешево и сердито.

Фреймы здесь - образ для представления стереотипа мышления, технолог их составляет, описывал работу с ними.

boris_mvr пишет:Попробуйте, может и получится.
Для управления технологу достаточно блокнота, карандаша, точилки и резинки, дешево и сердито.

Фреймы здесь - образ для представления стереотипа мышления, технолог их составляет, описывал работу с ними.

Мой стереотип мышления:
Карандаш - if незаточен then воспользоваться точилкой
Блокнот - if места нет then воспользоваться резинкой else сделать запись
Запись - if есть ошибка then воспользоваться резинкой
Точилка - if сломалась then отремонтировать
Резинка - if кончилась then купить новую

Все согласно IT (эффект контекста) управляют.
В наших условиях системы управления не работают. Сырье, например должно иметь определенные параметры, если они выходят за допустимый диапазон, то система откажет.
Вспомните передачи о молоке, в котором нет и капли натурального, станет понятно.

boris_mvr пишет:Все согласно IT (эффект контекста) управляют.
В наших условиях системы управления не работают. Сырье, например должно иметь определенные параметры, если они выходят за допустимый диапазон, то система откажет.

Вы описываете какие-то стерильные условия необходимости работы IT. А как же закон джунглей - сильнейший выживает. Вы можете сказать, что это не имеет отношения к IT. А по-моему, всё взаимосвязано: и общество, и IT... Другое дело, как попасть в нужную струю со своими принципами.

А системы управления работают всегда, другое дело, что не совсем по академическому принципу. Но это такая воровская среда. Но управление тоже есть, возможно с иной целевой функцией.

В эпоху появления компьютеров был бум на оптимизационные задачи, а сейчас, по-моему, мало кто знает о целочисленном программировании. Но ведь все производства подсознательно хотят всё делать оптимально.

Я думаю всё дело в децентрализации IT. Раньше был Минприбор, в структуре которого было множество институтов и предприятий, занимающихся IT для промышленностей. Были школы. С появлением персоналок всё распалось. Нет школ со своими наработками. Каждое производство имеет свой штат программистов.
Но правильный путь должен быть, его надо искать...

Не все поняли. САУ работают всегда, вопрос только в том: как7 В их основе лежат открытия ученых, а они требуют определенных параметров на входе, правильно? За бугром эти условия неукоснительно соблюдаются, иначе качество плохое (по русски) будет, а они "по русски" работать не хотят, стыдно, наверное.

А вот с момощью блокнота - всегда (IT "Эффект контекста"), работает получше САУ, замечу.

boris_mvr пишет:Не все поняли...
А вот с момощью блокнота - всегда (IT "Эффект контекста"), работает получше САУ, замечу.

Да нет, я вас очень правильно понял... Можно сколько угодно возмущаться действительностью, но есть среда, в которой можно жить, а можно прозябать.
Понятие "жить" каждый понимает по-своему. А контрофакт валом идёт именно из-за рубежа, включая псевдо-молоко, псевдо-мясо и т.д.

Почему блокнот работает лучше САУ, потому что в блокноте нет ограничений и многое чего не надо. И дело здесь не в вашей теории и не в том, что чем проще, тем лучше. А в менталитете. На стройке лучше не с блокнотом, а с матюгальником.

САУ разрабатывает человек, и что он заложил, то и будет. Это вообще к САУ не имеет никакого отношения. Это как мозг: у одних гениальный, а у других сумасшедший.

О контрофакте есть проект "Жадность", о наших производителях говорят и показывают.

"Можно сколько угодно возмущаться действительностью, но есть среда, в которой можно жить, а можно прозябать."

Правильно, среду не покинешь просто так. Интересно, что Вы предлагаете, чтобы не прозябать?

boris_mvr пишет:Интересно, что Вы предлагаете, чтобы не прозябать?

Единых рецептов наверняка нет и я их не знаю...
Есть активная форма сопротивления прозябанию, а есть пассивная. Я считаю, что пассивная форма - это когда ты вроде бы суетишься, но ни на грамм не продвигаешься к своей цели. Следовательно, для активной формы должна быть глобальная цель.