Optimizacion de sistemas de energia
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OPTIMIZACION DE SISTEMAS DE ENERGIAMODELO DE OPTIMIZACION INCLUYENDO UN SISTEMA DE COGENERACION CON TURBINA DE GAS
La alta rentabilidad de la cogeneración es una idea muy extendida. La cuantificación de esta rentabilidad y el establecimiento de los parámetros que optimizan la operación de un sistema de vapor que está dotado de una cogeneración, son el objeto de un modelo matemático cuya metodología y bases se incluyen en este artículo.
1. INTRODUCCION
La tendencia actual es cubrir las necesidades de energía eléctrica y vapor de una planta química o petroquímica mediante sistemas de energía formados por ciclos de cogeneración. La tecnología de la cogeneración termoeléctrica se basa en el concepto de obtención y aprovechamiento …ver más…
El criterio de optimización utilizado es una función objetivo econó-
mica basada en la minimización de los costes de operación del propio sistema. La utilidad principal del modelo consiste en su capacidad de análisis de un sistema de energía existente, con el propósito de determinar la estructura y las condiciones óptimas de funcionamiento. Su flexibilidad estriba en que puede optimizarse cualquier tipo de sistema de generación de energía de forma automática.
2. ESTRATEGIA DE OPTIMIZACION
Las características más destacables que presenta el problema de optimización son la no linealidad (en la función objetivo y en las ecuaciones de balances de energía) y la presencia de variables enteras y reales. El modelo sigue una estrategia de solución secuencial en tres niveles de optimización en función de los
INGENIERIA QUIMICA - MAYO 1996
parámetros que se deseen optimizar [6], eligiéndose en cada caso un algoritmo de optimización específico: (a) Optimización de caudales y entalpías de los flujos del sistema aplicando una técnica sucesiva de programación lineal (SLP). (b) Optimización de variables enteras (opciones turbina de vapor/motor eléctrico y caldera en funcionamiento/parada), mediante la aplicación de un algoritmo tipo “branch and bound”. (c) Optimización de la presión de operación de los colectores de vapor aplicando el algoritmo “complex de box”. Como se ha comentado previamente,
mica basada en la minimización de los costes de operación del propio sistema. La utilidad principal del modelo consiste en su capacidad de análisis de un sistema de energía existente, con el propósito de determinar la estructura y las condiciones óptimas de funcionamiento. Su flexibilidad estriba en que puede optimizarse cualquier tipo de sistema de generación de energía de forma automática.
2. ESTRATEGIA DE OPTIMIZACION
Las características más destacables que presenta el problema de optimización son la no linealidad (en la función objetivo y en las ecuaciones de balances de energía) y la presencia de variables enteras y reales. El modelo sigue una estrategia de solución secuencial en tres niveles de optimización en función de los
INGENIERIA QUIMICA - MAYO 1996
parámetros que se deseen optimizar [6], eligiéndose en cada caso un algoritmo de optimización específico: (a) Optimización de caudales y entalpías de los flujos del sistema aplicando una técnica sucesiva de programación lineal (SLP). (b) Optimización de variables enteras (opciones turbina de vapor/motor eléctrico y caldera en funcionamiento/parada), mediante la aplicación de un algoritmo tipo “branch and bound”. (c) Optimización de la presión de operación de los colectores de vapor aplicando el algoritmo “complex de box”. Como se ha comentado previamente,