Теплоэнергетические установки (ТЭУ) производят большую часть электроэнергии как в РФ, так и в мире в целом, имеют сложные технологические схемы и разнообразный состав протекающих в них физико-химических процессов. Разработанные методы впервые позволяют рассчитать оптимальные показатели энергетической и экономической эффективности ТЭУ с учетом оптимизации конструктивных характеристик их элементов для предполагаемых условий работы. Это позволяет принципиально повысить качество технико-экономического обоснования при разработке новых установок.

C помощью разработанных методов проведена совместная оптимизация параметров термодинамического цикла паротурбинного энергоблока, конструктивных параметров его элементов и марок материалов поверхностей нагрева котельного агрегата. Разработанные методы позволяют свести эту задачу к задаче нелинейного математического программирования с непрерывно - и дискретно изменяющимися параметрами. Для её решения используется дерево потенциально оптимальных вариантов. Также выполнена совместная оптимизация проточной части газовой турбины, параметров циклов парогазовой установки (ПГУ), газотурбинной установки (ГТУ) и конструктивных параметров их элементов. При этом оптимальные профили сопловых и рабочих лопаток ищутся как линейные комбинации заранее разработанных «базовых» профилей. В свою очередь элементы «базовых» профилей оптимизируются по критерию минимума максимальной кривизны. При этом для описания указанных элементов впервые используются кубические сплайн - функции. Дополнительно разработан оригинальный метод анализа технологических схем ТЭУ на базе решений вспомогательных задач линейного программирования. Анализ основан на оценке эффективности от организации новых материальных или тепловых потоков между точками исходной технологической схемы.

Основные публикации:

• Kler A.M., Potanina Y.M. An approach to optimization of the choice of boiler steel grades as to a mixed-integer programming problem // Energy. Vol.127. 2017. P.128-135. DOI: 10.1016/j.energy.2017.03.089
  

• Kler A., Zakharov Y. Joint optimization of power plant cycle parameters and gas turbine flow path parameters with blade airfoils represented by cubic splines // Energy. Vol.137. 2017. P.183-192. DOI: 10.1016/j.energy.2017.07.020