Введение к работе
Актуальность темы. Предприятия разделительно-сублиматного комплекса (РСК) атомной отрасли России применяют в технологическом процессе газоцентрифужную технологию, которая признана самым эффективным из промышленных методов обогащения урана. Однако на сегодняшний день, они столкнулись с тем, что зарубежные участники рынка урановой продукции внедряют в свои производства данную технологию, что, несомненно, приведет к появлению жесткой конкуренции. На передний план выходит эффективность производства, сокращение различных видов издержек, а значит уменьшение себестоимости готовой продукции. Одним из направлений повышения эффективности производств РСК является рациональное использование энергоресурсов.
Сегодня энергоэффективность и энергосбережение являются одним из стратегических направлений приоритетного технологического развития России, основные требования к которым определяет Федеральный закон № 261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" от 23 ноября 2009 года. Повышение энергоэффективности - это большая макроэкономическая задача, и ожидаемый эффект от её решения зависит не только от сокращения потребления энергоресурсов, но и от запуска новых инновационных процессов, от внедрения передовых технологических решений.
Электрическая нагрузка предприятий РСК делится на потребителей основной технологии (газовые центрифуги) и потребителей вспомогательных систем и дополнительных производств (ВСиДП). Значение электропотребления газовых центрифуг незначительно изменяется во времени и формирует постоянную составляющую общего графика нагрузки. Интерес представляют потребители ВСиДП, на долю которых приходится от 30 до 35% общего расхода электроэнергии, а режимы работы разнообразны и зависят от многих факторов. Именно эти потребители электроэнергии определяют переменную составляющую общего графика нагрузки, характеризующую его значительную неравномерность. Это ведет к перерасходу денежных средств из-за неэффективного потребления электроэнергии в условиях особенностей тарифной политики предприятий РСК.
Снижение электропотребления потребителей ВСиДП предприятий РСК в условиях постоянного роста цен за электроэнергию является актуальной задачей.
Объектом исследования является электропотребление ВСиДП предприятий РСК.
Предметом исследования является статическая и динамическая оптимизация электропотребления ВСиДП предприятий РСК.
Цель работы разработка методики статической и динамической оптимизации электропотребления ВСиДП предприятий РСК атомной отрасли России (на примере ОАО «ПО «Электрохимический завод» (ОАО «ПО «ЭХЗ»)), задействующей системный уровень оперативного и структурного управления.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Провести анализ системы электроснабжения (СЭС) и современных методов управления электропотреблением предприятий РСК и сформировать базу данных по электропотреблению потребителей ВСиДП.
-
Построить статическую модель, электропотребления объектов ВСиДП, позволяющую определить объекты с нерациональным электропотреблением, получить научно обоснованные нормы расхода электроэнергии, осуществить прогнозирование электропотребления и норм на следующий временной интервал.
-
Реализовать динамическую модель электропотребления для определения потенциала энергосбережения объектов ВСиДП и индекса жизнеспособности объектов, требующих углубленного энергетического обследования.
-
Разработать технические мероприятия для снижения энергопотребления объектов ВСиДП с целью восстановления баланса между крупными и мелкими потребителями.
Методы исследований. Для решения поставленных задач в работе использовались методы теории вероятности и математической статистики, имитационные методы моделирования, градиентные методы многомерной оптимизации и выпуклого анализа.
Научная новизна и основные результаты, выносимые на защиту:
-
-
Впервые в рамках методики оптимального управления электропотреблением техноценоза на системном уровне рассматривается электропотребление только части нагрузки крупного промышленного предприятия РСК, а именно потребителей ВСиДП ОАО «ПО «ЭХЗ», при этом определено и доказано, что выделенная часть нагрузки по параметру «электропотребление» обладает тех- ноценологическими свойствами и к ней применима статическая и динамическая оптимизация электропотребления на системном уровне.
-
Предложен новый пространственно-технологический принцип формирования объектов ВСиДП, позволяющий корректировать исходную информацию и, тем самым, исключить процедуру верификации базы данных.
-
Разработана методика оптимального управления электропотреблением объектов ВСиДП, включающая статическую и динамическую модель, позволяющая снизить себестоимость готовой продукции, за счет уменьшения энергетической составляющей.
Значение для теории. Результаты, полученные при выполнении диссертационной работы, создают теоретическую основу для распространения методики оптимального по электропотреблению управления системой электроснабжения при решении задач энергосбережения и энергоэффективности на предприятиях РСК атомной отрасли России.
Значение для практики заключается в создании методики оптимального управления электропотреблением объектов ВСиДП на системном уровне предприятий РСК атомной отрасли России, что даёт возможность эффективно расходовать потребляемую электроэнергию, экономить финансовые средства и снижать себестоимость готовой продукции указанных предприятий.
Достоверность полученных результатов и выводов подтверждается удовлетворительным совпадением результатов статического и динамического моделирования с фактическими данными электропотребления действующего оборудования ВСиДП ОАО «ПО «ЭХЗ», использованием известных научных положений теории ранговых параметрических распределений, обоснованностью принятых допущений и адекватностью используемой математической модели.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности. В соответствии с паспортом специальности 05.14.02 - «Электрические станции и электроэнергетические системы» содержание представленной диссертации соответствует п. 8 «Разработка методов статической и динамической оптимизации для решения задач в электроэнергетике», п. 13 «Разработка методов использования ЭВМ для решения задач в электроэнергетике».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской молодежной научно-технической конференции "Электроэнергетика глазами молодежи", 2010 г. Екатеринбург; XII, XIII Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, 2011, 2012 г. Нерюнгри; XII Всероссийской научно- технической конференции «Энергоэффективность систем жизнеобеспечения города», 2011 г. Красноярск, а также на постоянно действующем семинаре кафедры «Электротехнические комплексы и системы» Политехнического института СФУ.
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 10 печатных работах, в том числе 3 статьи в изданиях по перечню ВАК.
Личный вклад. Основные научные результаты и положения, изложенные в диссертации, постановка задач и методология их решения разработаны и получены автором самостоятельно. Общая научная идея, направления исследований были разработаны и реализованы при участии научного руководителя.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит основной текст на 141 с., 29 иллюстраций, 7 таблиц, 6 приложений на 70 с., списка использованных источников из 106 наименований на 11 с.
Похожие диссертации на Оптимальное управление на системном уровне электропотреблением объектов вспомогательных систем и дополнительных производств предприятий разделительно-сублиматного комплекса атомной отрасли России
-
