Optymalizacja termodynamiczna i ekonomiczna elektrowni gazowo-parowej z wykorzystaniem algorytmów genetycznych

• Autorzy: Kotowicz J. , Bartela Ł.

Warianty tytułu

EN

The thermodynamic and economic optimization of a gas-steam power plant by means of genetic algorithms

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono algorytm optymalizacyjny doboru parametrów projektowych elektrowni gazowo-parowych. Obliczenia zrealizowano dla dwóch funkcji celu: termodynamicznej i ekonomicznej. Pierwszą z wymienionych była sprawność wytwarzania energii elektrycznej, drugą - graniczna cena sprzedaży energii elektrycznej. Wielkościami optymalizowanymi były: poziomy ciśnień czynnika roboczego w części parowej układu oraz charakterystyczne spiętrzenia temperatur w kotle odzyskowym. Do badań wybrano elektrownie z kotłem odzyskowym trójciśnieniowym z wtórnym przegrzewem pary. W konsekwencji tego optymalizowano 14 parametrów. Dla celów optymalizacji opracowano własny kod obliczeniowy, wykorzystujący w swej strukturze algorytmy genetyczne oraz program GateCycle do wyznaczania termodynamicznej funkcji celu. Ekonomiczną funkcję celu wyznaczano według przedstawionego modelu obliczeniowego. Wiele uwagi zwrócono na działanie algorytmu optymalizacyjnego w poszczególnych krokach obliczeniowych (przykładowo pokazano proces narastania wartości obu funkcji celu wraz z wartościami najważniejszych optymalizowanych parametrów) oraz omówieniu różnic wyników optymalizacji termodynamicznej i ekonomicznej.

EN

The paper presents the optimizing algorithm of selecting of gas-steam power plant parameters. Calculations were realized for two objective functions: thermodynamic and economic. First one was the energy efficiency and second was the limit sale price of electricity. The optimized variables were: pressure levels of working medium in steam part of cycle and characteristic differences of temperatures in heat recovery steam generator. To the investigations a power plant with a three-pressure heat recovery steam generator with reheating were chosen . In consequence were optimized 14 parameters. The optimization were carried out by means of own developed computational code, in which, the genetic algorithms and the GateCycle software were used to determine the thermodynamic objective function. The economic objective function was determined according to introduced computational model. A lot of consideration was put into the work of optimizing algorithm in each computational step (for example, the process of growing of the value both the objective functions along with values of most important optimized parameters has been shown) and to the discussion of differences between the economic and thermodynamic optimization results.

Słowa kluczowe

PL

elektrownia gazowo-parowa; optymalizacja; algorytmy genetyczne

EN

gas-steam power plant; optimization; genetic algorithms

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2008
• Tom: nr 2
• Strony: 31--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kotowicz J.

autor

Bartela Ł.

• Politechnika Śląska, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice,

Bibliografia

• [1] Attala L., Facchini B., Ferrara G.: Thermoeconomic Optimization Method as Design Tool in Gas-steam Combined Plant Realization. Energy Conversion and Management 42 (2001).
• [2] Chmielniak T.: Technologie energetyczne. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2008.
• [3] Goldberg D.E.: Algorytmy genetyczne i ich zastosowanie. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2003.
• [4] Kotowicz J.: Analiza wybranych kryteriów dla wyboru konfiguracji układu gazowo-parowego. Rynek Energii 2006, nr 5.
• [5] Kotowicz J., Bartela Ł.: Wpływ wybranych kryteriów na charakterystyki elektrociepłowni gazowo-parowych. Rynek Energii 2007, nr 5.
• [6] Kotowicz J., Janusz K.: Sposoby redukcji emisji CO2 z procesów energetycznych. Rynek Energii 2007, nr 1.
• [7] Michalewicz Z.: Algorytmy genetyczne + struktury danych = programy ewolucyjne. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1996.
• [8] Remiorz L., Kotowicz J.: Ograniczenia w modelowaniu układów gazowo-parowych. Rynek Energii 2008, nr 1.
• [9] Szargut J., Ziebik A.: Podstawy energetyki cieplnej, PWN, Warszawa 1998.
• [10] Valdes M., Duran D., Rovira A.: Thermoeconomic Optimization of Combined Cycle Gas Turbine Power Plants Using Genetic Algorithms. Applied Thermal Engineering 23 (2003).