Есть большая ТЭЦ. Работает как обычно: жжёт газ, вырабатывает тепло для отопления домов и электричество для общей сети. Первая задача — отопление. Вторая — продать всё выработанное электричество на оптовом рынке. Иногда ещё в мороз при ясном небе появляется снег, но это побочный эффект работы градирен.
Средняя ТЭЦ состоит из пары десятков турбин и котлов. Если точно известны необходимые объёмы выработки электроэнергии и тепла, то задача сводится к минимизации затрат на топливо. В этом случае расчёт сводится к выбору состава и процента загрузки турбин и котлов для достижения максимально высокого КПД работы оборудования. КПД турбин и котлов сильно зависит от типа оборудования, времени работы без ремонта, режима работы и много чего ещё. Есть и другая задача, когда при известных ценах на электричество и объёмах тепла нужно решить, сколько выработать и продать электроэнергии для того, чтобы получить максимальную прибыль от работы на оптовом рынке. Тогда фактор оптимизации — прибыль и КПД оборудования — имеет гораздо меньшее значение. Результатом может быть режим, когда оборудование работает абсолютно неэффективно, но весь выработанный объём электроэнергии можно продать с максимальной маржой.
В теории всё это давно понятно и красиво звучит. Проблема — как это сделать на практике. Мы начали имитационное моделирование работы каждой единицы оборудования и всей станции в целом. Пришли на ТЭЦ и начали собирать параметры всех узлов, замеряя их реальные характеристики и оценивая работу в разных режимах. На их основе мы создавали точные модели для имитации работы каждой единицы оборудования и использовали их для оптимизационных расчётов. Забегая вперёд, скажу, что мы выиграли порядка 4 % реальной эффективности просто за счёт математики.
