PowerOPTI Řízení účinnosti tepelného cyklu

PowerOPTI – Řízení účinnosti tepelného cyklu VIZE Zvýšit konkurenceschopnost provozovatelů elektráren a tepláren. Základní funkce: • Spolehlivé hodnocení a řízení účinnosti tepelného cyklu, včasná diagnostika závad zařízení a instrumentace • Podpora pro zajištění provozu tepelného cyklu blízko optima pro dané provozní podmínky, technická omezení a ekonomické kriteria • Podklady pro přípravu plánu prediktivní údržby a plánu na výměnu, rekonstrukci a modernizaci zařízení • Rozvoj a vytvoření nových inženýrských znalostí a schopností provozovatele

PŘÍNOSY • Zvýšení výkonu a výkonnosti tepelného cyklu • Zvýšení spolehlivosti a životnosti zařízení, snížení nákladů na údržbu • Přesnější a spolehlivější informace o provozu tepelného cyklu, aktuálním stavu výrobního zařízení a jeho vývoji v čase

POPIS Soubor provázaných metod, postupů a nástrojů, určených ke sledování, hodnocení, řízení, diagnostice a optimalizaci tepelných cyklů elektráren a tepláren. Součástí produktu je poskytování technické pomoci, poradenství, konzultací a kurzů orientovaných na řešení praktických problémů. Základní stavební kameny jsou: • Framework – SW infrastruktura/Výpočetní cyklus pro podporu on-line sběru, zpracování a archivace dat a poskytování informací o stavu zařízení a provozu tepelného cyklu • Model Studio – sada SW nástrojů pro přípravu výpočtů a matematických modelů pro pokročilé zpracování měření a modelování a simulaci technologického procesu • Tech Studio – SW nástroje pro off-line diagnostiku, přepočet a optimalizaci, statistické zpracování experimentálních dat • Prezentační vrstva – zobrazení informace formou schémat, trendů, X-Y-Z grafů Režimy práce: • On-line sledování, hodnocení a diagnostika v reálném čase • Zpětný přepočet hodnot na základě přesnějších vstupních dat a informací • Off-line analýzy, diagnostika a optimalizace typu „co se stane když“ Metody: • Vyrovnání dat (Data Reconciliation) – identifikace hrubých chyb měření, zvýšení správnosti, přesnosti a spolehlivosti měření, dopočet hodnot neměřených veličin včetně jejich přesnosti • Statistické vyhodnocení experimentálních měření – přesné určení chování a výkonnosti zařízení • Modelování a simulace – určení očekávaného nebo dosažitelného stavu za stanovených okrajových podmínek, norma pro hodnocení výkonnosti zařízení, virtuální elektrárna

REFERENCE JE Dukovany Teplárna Komořany Teplárna Strakonice JE Dukovany Elektrárna Tisová Elektrárna Poříčí JE Dukovany JE Dukovany

Hodnocení výkonnosti sekundárního okruhu Zvýšení spolehlivosti a přesnosti měření, sledování provozu teplárny Zvýšení spolehlivosti a přesnosti měření, sledování provozu teplárny Optimalizace řízení terciárního okruhu Zvýšení spolehlivosti a přesnosti měření na práškovém kotli Zvýšení spolehlivosti a přesnosti měření na fluidním kotli Zvýšení přesnosti určení tepelného výkonu reaktoru Detailní vyhodnocení výkonnosti cyklu při změnách jeho provozování

OT Energy Services a.s. – Divize Optimalizace energetických výroben

2008 2009 2010 2011 2011 2011 2011 2012

www.otenergy.eu

PowerOPTI Řízení účinnosti tepelného cyklu PowerOPTI – Datový tok

Validované hodnoty

hodnoty

hodnoty

(Termodynamický model I)

Simulace (Termodynamický model II)

(

, stacionarita,

)

Vstupy (okolní podmínky, dodaná energie, provozní stav,

)

DCS HMI

SCADA

vrstva

PowerOPTI – Struktura IT Klient

Interní databáze zpracování dat

vrstva

Tech Studio

Vyrovnání dat

Simulace

Hodnocení Model Studio

Framework

On-line data (OPC server)

On-line

Historická data (Externí databáze)

Speciální instrumentace

Datová vrstva

Zápis dat

Kontakty Ing. Jiří Pliska, ředitel technického rozvoje, T +420 602 723 934, E [email protected] RNDr. Zdeněk Machát, programátor analytik senior, T +420 724 936 137, E [email protected]

OT Energy Services a.s. – Divize Optimalizace energetických výroben

www.otenergy.eu

PowerOPTI – Řízení účinnosti tepelného cyklu Validace dat: Vyrovnání měření, Dopočet, Zvýšení důvěry v data

Validované hodnoty

hodnoty

hodnoty

(Termodynamický model I)

Simulace (Termodynamický model II)

(

, stacionarita,

Vstupy (okolní podmínky, dodaná energie, provozní stav,

)

)

PŘÍNOSY Hlubší pohled dovnitř technologického procesu, transformace dat do informace Zvýšení kvality měření, sledování a hodnocení procesu: • Zvýšení spolehlivosti měření; detekce, identifikace a eliminace hrubých chyb měření • Zvýšení přesnosti a správnosti veličin; zmenšení směrodatné odchylky • Dopočet neměřených veličin včetně směrodatné odchylky; virtuální čidla • Dopočet nepřímo měřených veličin a parametrů včetně jejich směrodatné odchylky • Získání konzistentních dat pro provozní ekonomii Diagnostika a kalibrace instrumentace: • Detekce degradace čidel • Soft kalibrace čidel • Optimalizace nákladů na údržbu systému měření Diagnostika technologického procesu a zařízení: • Detekce a identifikace degradace zařízení • Detekce a identifikace úniků a nesprávné konfigurace provozu Návrh systému měření: • Optimalizace měřicího systému; počet, umístění a přesnost čidel

POPIS Pokročilé zpracování dat, pro určení hodnoty se využívají analytické vazby mezi veličinami Metoda, předpoklady: • Hodnoty měření musí vyhovovat fyzikálním zákonům (zachování hmoty a energie apod.) • Využití matematické statistiky pro určení nejpravděpodobnější hodnoty • Existence analytické redundance měření, technologický proces lze považovat za kvazistacionární Validační model: • Grafický editor pro návrh, ladění a analýzy • Model je reprezentován množinou uzlů a proudů a s nimi spojených měření a další informace Soft kalibrace měření: • Korekce hodnot důležitých veličin v DCS/PLC (set point) • Sledování a eliminace vlivu degradace čidel

OT Energy Services a.s. – Divize Optimalizace energetických výroben

www.otenergy.eu

PowerOPTI Řízení účinnosti tepelného cyklu Detekce a identifikace hrubé chyby, zvýšení spolehlivosti měření

Zpřesnění měření, sledování výkonnosti zařízení v reálném čase

Kontakty Ing. Jiří Pliska, ředitel technického rozvoje, T +420 602 723 934, E [email protected] RNDr. Zdeněk Machát, programátor analytik senior, T +420 724 936 137, E [email protected]

OT Energy Services a.s. – Divize Optimalizace energetických výroben

www.otenergy.eu

PowerOPTI – Řízení účinnosti tepelného cyklu Určení charakteristik a výkonnosti zařízení, Zkušební testy Přesné empirické modely, Data Mining

Validované hodnoty

hodnoty

hodnoty

(Termodynamický model I)

Simulace (Termodynamický model II)

(

, stacionarita,

Vstupy (okolní podmínky, dodaná energie, provozní stav,

)

)

PŘÍNOSY Přesná znalost o vlastnostech a výkonnosti zařízení, postupy testování zařízení po opravě, rekonstrukci nebo výměně, Data Mining – transformace dat do informace Zvýšení přesnosti hodnocení aktuální výkonnosti zařízení a určení jeho vlastností: • Popis skutečného stavu zařízení nezávislého na provozních podmínkách • Porovnávací základna a výchozí informace pro úlohy diagnostiky a optimalizace On-line diagnostika technologického zařízení: • Porovnání aktuálního stavu s výchozím stavem v reálném čase • Včasná detekce a identifikace snížení výkonnosti zařízení – závada v zapojení, závada na zařízení Dlouhodobá diagnostika technologického zařízení, sledování degradace: • Sledování a hodnocení degradace zařízení • Plánování údržby na základě skutečného stavu zařízení Optimalizace tepelného cyklu nebo jeho části, predikce: • Optimalizační výpočet pomocí přesných informací o vlastnostech a výkonnosti zařízení • Zajištění provozu velmi blízko optima dle zvoleného kritéria (tepelná účinnost cyklu)

POPIS Statistické zpracování velkého souboru experimentálních dat získaných z provozních i specifických měření Empirický model: • Přesný popis vlastností a chování zařízení – závislosti výstupů na vstupech Metoda, postup: • Na zařízení se definuje systém – určí se dominantní vstupy, výstupy a struktura • Navrhne se experiment nad reálným zařízením a realizuje se měření • Provede se vyrovnání měření a dopočtou se neměřené veličiny • Vyloučí se extrémní hodnoty • Provede se korekce pro provozní stavy, které jsou odlišné od jmenovitého stavu • Provede se regrese nad vyrovnanými a korigovanými hodnotami a určí se parametry empirického modelu • Model se ověří na jiných datech než datech, které byly použity při vytvoření modelu

OT Energy Services a.s. – Divize Optimalizace energetických výroben

www.otenergy.eu

PowerOPTI Řízení účinnosti tepelného cyklu Empirický model – vstupy, výstupy, struktura

Charakteristika kondenzátoru Vstupy: – TVT – QCHV – Teplo Výstup: – TCH

Charakteristika chladicí věže Vstupy: – TCH – QCHV – Teplo Výstup: – Tlak

Kontakty Ing. Jiří Pliska, ředitel technického rozvoje, T +420 602 723 934, E [email protected] RNDr. Zdeněk Machát, programátor analytik senior, T +420 724 936 137, E [email protected]

OT Energy Services a.s. – Divize Optimalizace energetických výroben

www.otenergy.eu