Sähkön ja lämmön yhteistuotannon optimointi

Abstract

Työn tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitoksen tuotannon optimointi. Optimoinnin kriteerinä on tuotannon kannattavuus. Pyrittiin luomaan optimointimalli, joka ottaa optimoinnissa huomioon erityisesti kaukolämmön kulutusennusteen muutokset sekä sähkön pörssihinnan vaihtelut. Tuotannon kannalta olennaisin kriteeri on kaukolämmön kulutusennusteen pohjalta arvioidun kaukolämpökuorman tyydyttäminen mahdollisimman tehokkaasti ja taloudellisesti. Sähkön tuotannon merkittävimmiksi kriteereiksi muodostuivat sähkön tuotannon ennustettavuus ja tuotannon maksimointi sähkön pörssihinnan asettamissa puitteissa.

Optimointiohjelmaa ei ole tarkoitus kytkeä suoraan voimalaitoksen ajojärjestelmään, vaan siitä on tarkoitus tulla erillinen ajosuunnittelijan työkalu. Itse ajosuunnitteluun vaikuttaa usein monipuolisemmat suunnittelukriteerit kuin pelkästään tuotannon tuottavuus. Näiden eri kriteerien painotuksia ei ohjelmassa huomioida, vaan ne päättää ajosuunnittelija.

Tuloksena saatiin aikaan optimointiohjelma, joka laskee valittujen tuotantovaihtoehtojen kokonaistuotot eri kaukolämmön kulutusennusteiden ja sähkön pörssihintaennusteiden pohjalta.

The goal of this work was to design and accomplish elecricity and heat co-generation optimization model. The criterion for this optimization is profitability. Aim was to create optimization model that observes the changes in consumption of district heating and the changes in electicity prices in stock exchange. The primary criterion for production is the aspiration to produce all the district heating charge as effectively and economically as possible. In electricity production the most important criteria are the accuracy in forecasting production and the maximization of electricity production under the stock exchange prices.

The optimization model is not planned to be integrated to the powerplant controlsystem. It is planned to be separated tool for production planning. There are often many other aspects to be considered in production planning than only the profitability of the production. These aspects must be weighted in production planners mind. These other aspects are not considered in this optimization model.

The result of this work is an optimization model that calculates the total profits for different production alternatives observing the changes in district heating consumption and electricity stock exchange prices.