Разработка методов и алгоритмов эффективного управления автономными системами теплоснабжения

В нашей стране эксплуатируется большое количество автономных систем теплоснабжения. Только в одном Хабаровском крае таких систем 248 с сум-марной установленной мощностью более 1200 Гкал/час и суммарном расходе топлива 300 тыс.т.у.т./год. Среднее значение кпд источников теплоснабжения на отпуск тепловой энергии составляет всего 65%, при этом паспортное КПД котлов, по данным производителей, составляет 80..85% для твердотопливных котлов и 90..95% для газовых и работающих на жидком топливе. Поэтому задача повышения энергетической эффективности автономных систем теплоснабжения является актуальной. Модернизация котельных путем замены оборудования на более энергетически эффективное не позволяет существенно улучшить проблему низкой эффективности твердотопливных котлов, поскольку проблема у таких котлов заключается не в конструктивных недостатках, а в отсутствии эффективных систем управления процессом выработки и транспортировки тепловой энергии. Цель исследования – исследование возможностей построения опти-мальных систем управления сложными системами на основе моделей имита-ционного моделирования, в том числе выбора методов построения и оптимизации систем и алгоритмов управления. Задачи научного исследования. 1) разработать модель процесса сжигания топлива в топке котла, в том числе при периодичной загрузке топлива; 2) разработать метод оптимального управления элементами котла (дутьевой вентилятор, дымосос, система подачи угля, циркуляционный насос); 3) разработать общую модель источника теплоснабжения, объединяющего несколько котлов, работающих на общую нагрузку; 4) разработать метод оптимального управления источником теплоснабжения; 5) разработать динамическую модель сети теплоснабжения, учитывающую различные внешние факторы (окружающая среда, потребители); 6) разработать общую модель автономной системы теплоснабжения; 7) провести синтез системы управления автономной системы теплоснабжения; 8) определить стратегии управляющего устройства обеспечивающей минимум удельного расхода энергоресурсов на выработку и транспортировку тепловой энергии потребителям; 9) решить задачу оптимизации стратегии управления методами вариационного исчисления и динамического программирования Ожидаемые результаты и их значимость. Итоговым результатом проекта должна стать комплексная математическая модель автономной системы теплоснабжения, позволяющая моделировать различные режимы работы данной системы и рассчитать оптимальную стратегию управления.