Analiza wraz z oceną efektywności pracy elektrociepłowni zintegrowanej z układem akumulacji ciepła

• Autorzy: Plutecki Zbigniew , Lichota Janusz , Kamiński Jacek , Saługa Piotr , Kaszyński Przemysław , Benalcazar Pablo , Sattler Paweł

Identyfikatory

DOI

10.36119/15.2022.9.1

Warianty tytułu

EN

Analysis with evaluation of the efficiency a combined heat and power plant integrated with a heat storage system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono założenia i najważniejsze cechy modelu matematycznego wraz z przykładowymi wynikami badań symulacyjnych jakie wykonano w ramach analizy i oceny struktury techniczno-ekonomicznej, którą jest instalacja elektrociepłowni przed i po rozbudowie o instalację akumulacji ciepła. Opracowany model matematyczny pozwolił na odzwierciedlenie pracy rzeczywistego systemu oraz rozpatrywanych wariantów integracji z instalacją akumulacji ciepła w formie układu równań i nierówności z funkcją celu, którą jest maksymalizacja zysku ze sprzedaży energii elektrycznej i ciepła przy jednoczesnym minimalizowaniu zużycia węgla i energii elektrycznej potrzeb własnych wynikających z optymalizacji warunków pracy poszczególnych urządzeń i dynamicznego wykorzystania zjawiska akumulacji ciepła. Prezentowane wyniki pochodzą z zakończonych badań przemysłowych i prac rozwojowych związanych z realizacją projektu badawczego mającego na celu określenie technologii zapewniającej optymalną współpracę elektrociepłowni z układem wysokoefektywnej akumulacji ciepła.

EN

The paper presents the assumptions and most important features of the mathematical model, along with sample results of simulation studies that were carried out as part of the analysis and evaluation of the technical and economic structure, which is the installation of a combined heat and power plant before and after expansion with a heat accumulation installation. The developed mathematical model allowed to reflect the operation of the real system and the considered variants of integration with the heat accumulation installation in the form of a system of equations and inequalities with the objective function, which is to maximize the profit from the sale of electricity and heat while minimizing the consumption of coal and electricity own needs resulting from the optimization of the operating conditions of individual devices and the dynamic use of the heat accumulation phenomenon. The results presented here come from completed industrial research and development work related to the implementation of a research project aimed at determining the technology that ensures optimal cooperation of a thermal power plant with a highly efficient heat accumulation system.

Słowa kluczowe

PL

efektywność energetyczna; akumulacja ciepła; optymalizacja; modelowanie matematyczne; badania symulacyjne

EN

energy efficiency; heat accumulation; optimization; mathematical modeling; simulation studies

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 9
• Strony: 16--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Plutecki Zbigniew

• Katedra Bezpieczeństwa i Systemów Technicznych, Politechnika Opolska

• https://orcid.org/0000-0002-9642-1576

autor

Lichota Janusz

• Katedra Inżynierii Konwersji Energii, Politechnika Wrocławska

• https://orcid.org/0000-0003-4423-3394

autor

Kamiński Jacek

• Instytut Gospodarowania Surowcami Mineralnymi i Energetyką z siedzibą w Krakowie, Instytut PAN

• https://orcid.org/0000-0001-7514-8761

autor

Saługa Piotr

• Instytut Gospodarowania Surowcami Mineralnymi i Energetyką z siedzibą w Krakowie, Instytut PAN

• https://orcid.org/0000-0002-7782-9947

autor

Kaszyński Przemysław

• Instytut Gospodarowania Surowcami Mineralnymi i Energetyką z siedzibą w Krakowie, Instytut PAN

• https://orcid.org/0000-0002-0600-4374

autor

Benalcazar Pablo

• Instytut Gospodarowania Surowcami Mineralnymi i Energetyką z siedzibą w Krakowie, Instytut PAN

• https://orcid.org/0000-0001-9578-8299

autor

Sattler Paweł

• Biuro Projektowe INERIO, Opole

• https://orcid.org/0000-0002-6776-3390

Bibliografia

• [1] AIMMS. (2018). Optimization Modeling. Retrieved from https://download.aimms.com/aimms/download/manuals/AIMMS3_OM.pdf
• [2] Christidis, A., Koch, C., Pottel, L., & Tsatsaronis, G. (2012). The contribution of heat storage to the profitable operation of combined heat and power plants in liberalized electricity markets. Energy, 41(1), 75-82. https://doi.org/10.1016/j.energy.2011.06.048.
• [3] Frangopoulos, C. A. (2012). A method to determine the power to heat ratio, the cogenerated electricity and the primary energy savings of cogeneration systems after the European Directive. Energy, 45(1), 52-61. https://doi.org/10.1016/j.energy.2011.12.044.
• [4] Plutecki Z., i inni, Innowacyjna instalacja technologiczna zapewniająca optymalną współpracę elektrociepłowni z układem wysokoefektywnej akumulacji ciepła wspomagana inteligentnym systemem podejmowania decyzji na rynku sprzedaży energii elektrycznej i ciepła, Raport z realizacji prac badawczych i rozwojowych, Etap 1, Opole 2017.
• [5] Plutecki Z., i inni, Innowacyjna instalacja technologiczna zapewniająca optymalną współpracę elektrociepłowni z układem wysokoefektywnej akumulacji ciepła wspomagana inteligentnym systemem podejmowania decyzji na rynku sprzedaży energii elektrycznej i ciepła, Raport z realizacji prac badawczych i rozwojowych, Etap 2, Opole 2018.
• [6] Plutecki Z., Lichota J., Sattler P., Ryszczyk K., Identyfikacja warunków pracy elektrociepłowni dla potrzeb oceny możliwości zabudowy akumulatora ciepła, Instal 12/2021, s. 56-63, DOI 10.36119/15.2021.12.1.
• [7] Plutecki Z., Lichota J., Kamiński J., Saługa P., Kaszyński P., Benalcazar P.: Wariantowe koncepcje instalacji technologicznych elektrociepłowni zintegrowanych z układem akumulacji ciepła, Instal 7-8/2022 (442), s. 11-20, DOI 10.36119/15.2022.7-8.1.
• [8] Sioshansi, R., & Conejo, A. J. (2017). Optimization in Engineering: Models and Algorithms. https://doi.org/10.1007/978-3-319-56769-3_1.
• [9] Talebi B., Mirzaei P.A., Bastani A. and Haghighat F.: A Review of District Heating Systems: Modeling and Optimization, Frontiers in Built Environment, October 2016 | Volume 2 | Article 22, doi: 10.3389/fbuil.2016.00022.
• [10] Trecate, G.F., Letizia, P., & Spedicato, M.: Optimization with piecewise-affine cost functions, June 2001.
• [11] Trecate G.F., Gallestey E, Stothert A, Hovland G., Letizia P., Spedicato M, Morari M., Antoine M.: Modelling and Control of Co-Generation Power Plants Under Consideration of Lifetime Consumption: a Hybrid System Approach, 15th Triennial World Congress, Barcelona, Spain, January 2002.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023)