Урахування режимів експлуатації двокорпусних енергоблоків ТЕС у моделі математичного програмування оптимального завантаження електростанцій енергосистеми
The mathematical formulas are presented which are used as additional constraints of the mathematical MILP model for optimal dispatch of power system's generation and allow adequately describe the operation of twin-boiler thermal power units both in single-boiler mode and two-boiler mode. These...
Saved in:
| Date: | 2021 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2021
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/784 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | System Research in Energy |
Institution
System Research in Energy| id |
oai:www.systemre.org:article-784 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
System Research in Energy |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-07-07T13:38:22Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
енергетична система графік навантаження енергосистеми теплова електростанція двокорпусний котлоагрегат модель лінійного програмування |
| spellingShingle |
енергетична система графік навантаження енергосистеми теплова електростанція двокорпусний котлоагрегат модель лінійного програмування Shulzhenko S.V. Урахування режимів експлуатації двокорпусних енергоблоків ТЕС у моделі математичного програмування оптимального завантаження електростанцій енергосистеми |
| topic_facet |
Integrated Power System Load profile thermal power plant twin-boiler thermal unit linear programming model generation dispatch енергетична система графік навантаження енергосистеми теплова електростанція двокорпусний котлоагрегат модель лінійного програмування |
| format |
Article |
| author |
Shulzhenko S.V. |
| author_facet |
Shulzhenko S.V. |
| author_sort |
Shulzhenko S.V. |
| title |
Урахування режимів експлуатації двокорпусних енергоблоків ТЕС у моделі математичного програмування оптимального завантаження електростанцій енергосистеми |
| title_short |
Урахування режимів експлуатації двокорпусних енергоблоків ТЕС у моделі математичного програмування оптимального завантаження електростанцій енергосистеми |
| title_full |
Урахування режимів експлуатації двокорпусних енергоблоків ТЕС у моделі математичного програмування оптимального завантаження електростанцій енергосистеми |
| title_fullStr |
Урахування режимів експлуатації двокорпусних енергоблоків ТЕС у моделі математичного програмування оптимального завантаження електростанцій енергосистеми |
| title_full_unstemmed |
Урахування режимів експлуатації двокорпусних енергоблоків ТЕС у моделі математичного програмування оптимального завантаження електростанцій енергосистеми |
| title_sort |
урахування режимів експлуатації двокорпусних енергоблоків тес у моделі математичного програмування оптимального завантаження електростанцій енергосистеми |
| title_alt |
Thermal Power Plant Fuel Consumption Accounting using “Negative” Member Method in Linear Programming Model for Optimal Generation Dispatch |
| description |
The mathematical formulas are presented which are used as additional constraints of the mathematical MILP model for optimal dispatch of power system's generation and allow adequately describe the operation of twin-boiler thermal power units both in single-boiler mode and two-boiler mode. These operation modes are widely used by the coal-fired thermal power twin-boiler units connected to the Integrated Power System of Ukraine and due to actual wider operation range allow to increase power system flexibility that is important under the big share of intermittent renewables, namely wind and solar generations.The results of calculations demonstrate that the use of additional proposed constraints allows finding more flexible operation modes of thermal power units resulting in lower curtailment levels for intermittent renewables, lower electricity generation by fossil fuel thermal power units. Notwithstanding that the operation of a twin-boiler coal-fired thermal unit in a single-boiler mode has a higher specific fuel consumption compared with a two-boiler mode the daily coal consumption is lower and that leads to the actual lower environmental impact from the fossil fuel power plants.The time of calculations using proposed MILP for optimal dispatch of power system's generation for one day (24 modeling periods or hours) is about 240 seconds and is long enough which is explained by the increase of the number of integers variables and by the dimension of the constrain matrix (the number of the rows about two times bigger the number of the columns). Those factors essentially complicate the computations with the optimization algorithm used by GLPK solver. Such essential time for the calculations requires more powerful computational equipment for the future generation mix projections task because the time for the calculations for one year could take about 24 hours. Nevertheless, for the one-day generation optimal load dispatch task the proposed model is absolutely suitable. |
| publisher |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2021 |
| url |
https://systemre.org/index.php/journal/article/view/784 |
| work_keys_str_mv |
AT shulzhenkosv thermalpowerplantfuelconsumptionaccountingusingnegativemembermethodinlinearprogrammingmodelforoptimalgenerationdispatch AT shulzhenkosv urahuvannârežimívekspluatacíídvokorpusnihenergoblokívtesumodelímatematičnogoprogramuvannâoptimalʹnogozavantažennâelektrostancíjenergosistemi |
| first_indexed |
2025-09-24T17:34:00Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:34:00Z |
| _version_ |
1844167563116806144 |
| spelling |
oai:www.systemre.org:article-7842023-07-07T13:38:22Z Thermal Power Plant Fuel Consumption Accounting using “Negative” Member Method in Linear Programming Model for Optimal Generation Dispatch Урахування режимів експлуатації двокорпусних енергоблоків ТЕС у моделі математичного програмування оптимального завантаження електростанцій енергосистеми Shulzhenko S.V. Integrated Power System, Load profile, thermal power plant, twin-boiler thermal unit, linear programming model, generation dispatch енергетична система, графік навантаження енергосистеми, теплова електростанція, двокорпусний котлоагрегат, модель лінійного програмування The mathematical formulas are presented which are used as additional constraints of the mathematical MILP model for optimal dispatch of power system's generation and allow adequately describe the operation of twin-boiler thermal power units both in single-boiler mode and two-boiler mode. These operation modes are widely used by the coal-fired thermal power twin-boiler units connected to the Integrated Power System of Ukraine and due to actual wider operation range allow to increase power system flexibility that is important under the big share of intermittent renewables, namely wind and solar generations.The results of calculations demonstrate that the use of additional proposed constraints allows finding more flexible operation modes of thermal power units resulting in lower curtailment levels for intermittent renewables, lower electricity generation by fossil fuel thermal power units. Notwithstanding that the operation of a twin-boiler coal-fired thermal unit in a single-boiler mode has a higher specific fuel consumption compared with a two-boiler mode the daily coal consumption is lower and that leads to the actual lower environmental impact from the fossil fuel power plants.The time of calculations using proposed MILP for optimal dispatch of power system's generation for one day (24 modeling periods or hours) is about 240 seconds and is long enough which is explained by the increase of the number of integers variables and by the dimension of the constrain matrix (the number of the rows about two times bigger the number of the columns). Those factors essentially complicate the computations with the optimization algorithm used by GLPK solver. Such essential time for the calculations requires more powerful computational equipment for the future generation mix projections task because the time for the calculations for one year could take about 24 hours. Nevertheless, for the one-day generation optimal load dispatch task the proposed model is absolutely suitable. Наведено математичні формули, використання яких як додаткових обмежень математичної моделі лінійного програмування пошуку оптимального розподілення навантаження електростанцій енергосистеми при покритті графіка електричних навантажень дозволяє врахувати можливість експлуатації дубль-блоків ТЕС України як в однокорпусному (використовується один котел), так і в двокорпусному (використовується два котла) режимах. Такі режими широко використовуються, зокрема, на вугільних ТЕС Об’єднаної енергосистеми України, що за рахунок фактичного розширення діапазону регулювання дозволяє підвищити гнучкість енергосистеми вцілому, особливо в умовах значної частки електроенергії генерованої вітровими та сонячними електростанціями.Наведені розрахунки показують, що запропоновані додаткові обмеження дозволяють більш гнучко навантажувати енергоблоки ТЕС, що веде до зменшення обмежень на відпуск потужності відновлюваними джерелами енергії, зменшує виробництво електроенергії ТЕС, що спалюють органічне паливо. Незважаючи на те, що режим експлуатації ТЕС з одним корпусом котлоагрегату потребує більших питомих витрат вугілля в порівнянні із двокорпусним режимом добове споживання вугілля є меншим, що об’єктивно підвищує екологічність теплової енергетики.Час, необхідний для розрахунку навантажень енергосистеми протягом доби, із використанням запропонованої моделі становить більше ніж 240 с, що є достатньо тривалим і пояснюється збільшенням кількості цілочислових змінних, що з урахуванням того, що матриця обмежень містить майже вдвічі більше, рядків ніж стовпчиків суттєво ускладнює реалізацію оптимізаційного алгоритму GLPK. Такий значний час розрахунків вимагає використання суттєво більш потужних засобів обчислювальної техніки при використанні цих моделей у задачах дослідження розвитку генеруючих потужностей, оскільки виконання розрахунків для календарного року буде потребувати більше 24 год лише власне для обчислень. У випадку вирішення задачі оптимізації навантаження генеруючих потужностей для певної доби час, який необхідний для розрахунків, є прийнятним, і використання запропонованої моделі є цілком можливим General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2021-06-29 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/784 10.15407/pge2021.03.004 System Research in Energy; No. 3 (66) (2021): The Problems of General Energy; 4-13 Системні дослідження в енергетиці; № 3 (66) (2021): Проблеми загальної енергетики; 4-13 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/784/678 |