OPTIMIZED CONTROL OF POWER PLANTS HAVING AIR COOLED CONDENSERS

• Main Authors: WINN, HARRY R, HUFF, FREDERICK C, FOSTER, DAVID G, FRANCINO, PETER N
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 08.08.2017
• Subjects: BLASTING; HEATING; LIGHTING; MECHANICAL ENGINEERING; METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS; STEAM GENERATION; WEAPONS

An optimization and control system for a utility plant that uses fan based air cooled condensers controls the operation of the power generation system at the plant in conjunction with the operation of the air cooled condensers so as to run the power plant at an optimum operating point associated with minimizing or reducing the cost of each kilowatt-hour of energy or other useful energy produced by the plant. The optimization and control system includes an optimizer having a numerical solver that determines values for a set of control variables associated with an optimal operating point of the plant and an expert system that oversees and modifies the control variable settings prior to providing these settings to a plant controller. The numerical solver uses an objective function and one or more models of plant equipment to determine the operating point of the plant that minimizes the cost per unit of useful energy generated by the plant. As part of determining the optimal plant operating point, the numerical solver may determine the number of fans to run within the air cooled condensers of the plant and/or the speed of the fans to use in the air cooled condensers in conjunction with the amount of fuel to burn in the boiler, the desired temperature of the steam at the input of the steam turbine, etc., all required to produce a given amount of power (load demand) at the particular environmental conditions currently experienced at the plant. The expert system may modify these outputs by determining which fans to actually use at any particular time based on, for example, the availability of or the operational status of the fans, the wear of the fans and fan motors, etc. Un système doptimisation et de commande destiné à une centrale électrique qui emploie des condensateurs refroidis à lair commande lexploitation du système de production dénergie de la centrale en même temps que le fonctionnement des condenseurs refroidis à lair de sorte que lexploitation de la centrale électrique soit au point dexploitation optimal afin de minimiser ou de réduire le coût de chaque kilowatt-heure dénergie électrique ou dautre énergie utile produite par la centrale. Le système doptimisation et de commande comprend un optimiseur comportant un dispositif de résolution numérique qui détermine les valeurs dun ensemble de variables de commande associées à un point dexploitation optimal de la centrale et un système expert qui surveille et modifie les paramètres variables de commande avant de fournir ces paramètres au contrôleur de la centrale. Le dispositif de résolution numérique emploie une fonction objective et un ou plusieurs modèles déquipement de centrale pour déterminer le point dexploitation de la centrale qui minimise le coût par unité dénergie utile produite par la centrale. Dans le cadre de la détermination du point dexploitation optimal de la centrale, le dispositif de résolution numérique peut déterminer le nombre de ventilateurs à mettre en marche dans les condenseurs refroidis à lair de la centrale ou la vitesse des ventilateurs à utiliser dans les condenseurs refroidis à lair en conjonction avec la quantité de combustible à brûler dans la chaudière, la température désirée de la vapeur à lentrée de la turbine à vapeur, etc., tous nécessaires pour produire une quantité donnée dénergie (demande de charge) aux conditions particulières de lenvironnement dans lesquelles la centrale se trouve. Le système expert peut modifier ces entrées en déterminant lesquels ventilateurs à utiliser à un moment en particulier selon, par exemple, la disponibilité ou létat fonctionnel des ventilateurs, lusure des ventilateurs et les moteurs des ventilateurs, etc.