Математические модели и методы, используемые в задачах управления ТЭС

Они достаточно сложны, но позволяют, пользуясь отработанной методикой, решать задачу на основе исходного уравнения функции цели и ограничений, заданных в виде равенств*. Метод слепого поиска основан на переборе значений переменных параметров в зоне допустимых изменений с целью сопоставления фактических значений функции цели между собой и выявлении её экстремума*. Методы направленного поиска используют в вычислительном процессе результаты предыдущего этапа для определения направления и значения последующего изменения переменного параметра. Методы направленного поиска подразделяются на: градиентный метод, методы наискорейшего и покоординатного спуска. Метод случайного поиска состоит в реализации пробных шагов в некотором диапазоне и вычислении нескольких значений функций цели*.

Методом динамической оптимизации решаются задачи определения значений управляющих и выходных воздействий в функции времени, обеспечивающих достижение заданных критериев управления для технологических процессов в переходных режимах*. В таких задачах исследуется динамика объектов и систем управления в линейном приближении, поэтому используются математические методы линеаризации исходных уравнений и характеристик.

Выводы по второй главе В данной главе описаны общие принципы моделирования, используемые в задачах управления ТЭС. Для описания установившихся процессов составляются модели статики, для описания переходных — модели динамики. В общем случае составление моделей берет за основу законы сохранения энергии и вещества применительно к тепловым схемам и типовым конструкциям агрегатов или опирается на экспериментальные статистические или динамические характеристики составляющих. Математическая модель может характеризоваться множеством параметров в зависимости от решаемых задач управления.

Также рассмотрены методы статической и динамической оптимизации объектов управления. Задачи, решаемые этими методами, являются многофакторными, что обуславливает их сложность.

Заключение

Задачи управления, подлежащие решению применительно к объектам ТЭС, сложны и многообразны, этим обусловлено множество уже созданных математических моделей и методов. Все математические модели, применяемые для решения таких задач, подразделяются на модели статики и модели динамики. И те, и другие могут быть составлены либо аналитически, либо на основе экспериментальных данных.

При составлении математических моделей важным этапом является определение организации управления. На этом этапе должны быть выявлены задачи управления. Для этого необходимо детально изучить технологический процесс, все его установившиеся и переходные состояния, также должны быть установлены все связи, действующие между управляемыми объектами и операторами, обязательно должен учитываться уровень автоматизации. Технологический процесс на ТЭС управляем, он достаточно полно отражается принципиальной тепловой схемой, которая определяет связи между основным и вспомогательным оборудованием в пределах замкнутого пароводяного контура ТЭС.

При математическом моделировании объектов управления ТЭС входными параметрами чаще всего являются изменения расхода топлива, воды и воздуха, выходными параметрами — изменения электрической мощности, паропроизводительности котлов и параметры, характеризующие состояние энергоносителей на выходе блока (например, температура, давление и др.).

Так как требования к математическому моделированию очень противоречивы (описание должно быть полным, отражать все детали, при этом простым для понимания), то чаще всего применяют многоуровневое представление математических моделей, т. е. создается иерархическая структура.

Список использованных источников

Демченко В. О. Автоматизация и моделирование технологических процессов АЭС и ТЭС: Учеб. пособие. — Одесса: Астропринт, 2001. — 308 с., ил.

Плетнев Г. П. Автоматизация технологических процессов и производств в теплоэнергетике: Учебник для студентов вузов. — 4-е изд., стереот. — М.: Издательский дом МЭИ, 2007. — 352 с.

Плетнев Г. П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций: Учеб. пособие для вузов. — М.: Энергоиздат, 1981. — 368 с., ил.

Рыжкин В. Я. Тепловые электрические станции: Учебник для вузов/ Под ред. В. Я. Гиршфельда. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 328 с., ил.

Яковенко П. Г. Моделирование систем: Учеб. пособие. — Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. — 106 с.

_______________________________________________________________________________________________________

*- Плетнев Г. П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций. — М.: Энергоиздат, 1981. С. 102−103

**- Плетнев Г. П. Автоматизация технологических процессов и производств в теплоэнергетике. — М.: Издательский дом МЭИ, 2007.

***- Яковенко П. Г. Моделирование систем: Учеб. пособие. — Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. С. 7

___________________________________________________________________________________________________________

*- Яковенко П. Г. Моделирование систем: Учеб. пособие. — Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. С. 8

**- Рыжкин В. Я. Тепловые электрические станции. — М.: Энергоатомиздат, 1987. С.281

_________________________________________________________________________________________________________

*- Рыжкин В. Я. Тепловые электрические станции. — М.: Энергоатомиздат, 1987. С.282

________________________________________________________________________________________________________

*- Рыжкин В. Я. Тепловые электрические станции. — М.: Энергоатомиздат, 1987. С.282−284

_______________________________________________________________________________________________________

*- Демченко В. О. Автоматизация и моделирование технологических процессов АЭС и ТЭС. — Одесса: Астропринт, 2001. С. 6

**- Плетнев Г. П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций. — М.: Энергоиздат, 1981. С. 51

***- Яковенко П. Г. Моделирование систем: Учеб. пособие. — Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. С. 9

________________________________________________________________________________________________________

*- Яковенко П. Г. Моделирование систем: Учеб. пособие. — Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. С. 7

**- Плетнев Г. П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций. — М.: Энергоиздат, 1981. С. 58

________________________________________________________________________________________________________

*- Плетнев Г. П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций. — М.: Энергоиздат, 1981. С. 52

________________________________________________________________________________________________________

*- Плетнев Г. П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций. — М.: Энергоиздат, 1981. С. 57

________________________________________________________________________________________________________

*- Плетнев Г. П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций. — М.: Энергоиздат, 1981. С. 57, 67, 80

________________________________________________________________________________________________________

*- Плетнев Г. П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций. — М.: Энергоиздат, 1981. С. 81, 88, 68