KOGENERÁCIÓS ERŐMŰEGYSÉGEK ÖÁAPOÚ MEGBÍZHAÓSÁGI MOEEZÉSE ÉRZÉKENYSÉGVIZSGÁAOK EREMÉNYEI Fazekas Anrás István Ph.. okl. gépészmérnök Magyar Villamos Művek Zrt. Buapesti Műszaki és gazaságtuományi Egyetem Energetikai Gépek és Berenezések Összefoglaló Az elvételes konenzációs erőműegységek kapcsoltan termelnek villamos energiát és hőt, és meghatározó szerepet játszanak a kelet-európai országok hőellátásában, villamosenergia-termelésében. Ezen erőműegységek renelkezésre álló maximális villamos teljesítőképessége a kiaott hőteljesítménytől függ. A kiaott hőteljesítmény növekeésével az ugyanakkor kiaható villamos teljesítmény csökken. Az elvételes konenzációs erőműegységek a teljes üzemi iőszak meghatározott részében a névleges villamos teljesítőképességüknél kisebb villamos teljesítőképességgel állnak az erőműrenszer renelkezésére. Ebből következően az elvételes konenzációs erőműegységek kétállapotú megbízhatósági moellezése nem a megfelelő pontosságú ereményt. Jelen összefoglaló az elvételes konenzációs erőműegységek ötállapotú megbízhatósági leírásával kapcsolatos érzékenységi vizsgálatok ereményeit foglalja össze. Az összehasonlító számítások célja annak tisztázása volt, hogy miképpen változik a OP megbízhatósági mutató értéke a számítások bemenő aataitól függően. 1. Problémafelvetés A volt központi tervezésű kelet-európai országokban a kapcsolt energiatermelés meghatározó szerepet játszik a öntően fűtési célú hőigények kielégítésében. A villamos energiát és hőt kapcsoltan termelő erőműegységek így az elvételes konenzációs gőzturbinás erőműegységek (1. ábra 1 nagy távhőellátó renszerek hőforrásaiként üzemelnek ezekben az országokban. Ez a helyzet Magyarországon is. A szabályozási célú nyíltciklusú gázturbinás erőműegységeken kívül Magyarországon szinte kivétel nélkül minen nagyerőművi erőműegységből történik hőkiaás. A kapcsoltan termelt villamos energia aránya húsz százalék körüli. Az igen nagyszámú kiserőművi egységek minegyike kogenerációs erőműegység, amelyekben igen jelentős a hőtermelés. 1 Forrás: r. Stróbl Alajos A villamos energiát és hőt kapcsoltan termelő erőműegységeket mineziáig kényszermenetrenes, vagy kvázi kényszermenetrenes, aggregált erőműegységekként moellezték a villamosenergia-termelés renszerszintű megbízhatóságának számítása során. Számos esetben a kogenerációs erőműegységek teljesítőképességével egyszerűen csökkentették a renszerszintű teljesítményigényt. Ez azt jelentette, hogy a kogenerációs erőműegységek renelkezésre álló teljesítőképességének figyelembe vételekor nem számoltak a hőkiaás miatti teljesítőképesség-csökkenéssel, és ezen egységeket kétállapotú megbízhatósági moellel írták le. A kétállapotú megbízhatósági leírás szerint az aott erőműegység vagy teljes teljesítőképességével üzemképes, vagy teljes teljesítőképességét elveszítve üzemképtelen. Erőműegységek kétállapotú megbízhatósági leírása azonban csak abban az esetben a megfelelő pontosságú ereményt, ha a moellezett erőműegységek éves üzemieje nagy, azaz, ha az aott erőműegységek az év túlnyomó részében üzemben vannak. Külön magyarázat nélkül belátható, hogy a kétállapotú megbízhatósági moell alkalmazása urva közelítését jelenti a valóságos üzemmenetnek a villamos energiát és hőt kapcsoltan termelő, elvételes konenzációs és ellennyomású erőműegységek esetében. Ennek alapvetően két oka van. Egyrészt ezek az erőműegységek éves kihasználási óraszámukat tekintve meghalaják a csúcserőművi erőműegységek éves üzemiejét, ugyanakkor azonban jelentősen elmaranak az alaperőművi egységek éves üzemiejétől. Másrészt az elvételes konenzációs és ellennyomású gőzturbinás erőműegységek a kapcsolt termelés miatt a teljes üzemi iőszak meghatározott részében a névleges villamos teljesítőképességüknél kisebb villamos teljesítőképességgel állnak az erőműrenszer renelkezésére. Következésképpen a kogenerációs erőműegységek ifferenciált megbízhatósági moellezésére nem alkalmas a kétállapotú megbízhatósági leírás. Ezen a helyzeten nem változtat az a gyakorlat sem, amely a hőkiaás miatti teljesítőképesség-vesztést egyfajta (a teljes tárgyiőszakra vonatkoztatott átlagértékkel (HH: hőszolgáltatás miatti hiány [MW] próbálja számításba venni. Elvételes konenzációs erőműegységek esetében tehát a villamos teljesítőképesség-vesztés részben a véletlen meghibásoások, részben a véletlen móon változó 1/13
hőigények következménye. A hőkiaás miatti teljesítőképesség-csökkenés arányos a kiaott hőteljesítménnyel. Elvételes konenzációs erőműegységek három és többállapotú megbízhatósági leírása esetében több különböző teljesítőképességű üzemképes üzemállapot kerül efiniálásra a meghibásoott, zérus teljesítőképességű üzemállapot mellett. Az 1. táblázat egy konkrét pélát mutat egy elvételes konenzációs erőműegység ötállapotú megbízhatósági leírása során efiniált üzemállapotokra. A 2. ábra a külső közepes levegőhőmérséklettől függő hőkiaás és az ugyanakkor kiaható villamos teljesítőképesség alakulását mutatja ugyanezen erőműegység esetében. 2. A kifejlesztett számítási eljárás lényege és újonságtartalma A különböző teljesítőképességű üzemképes üzemállapotok iszkrét valószínűségi eloszlásának meghatározását az teszi lehetővé az elvételes konenzációs erőműegységek esetében, hogy a kiaható maximális villamos teljesítőképesség a kiaott hőteljesítmény függvénye. A kiaott hőteljesítmény öntően fűtési célú hőigények esetében a külső közepes levegőhőmérséklet függvénye, következésképpen végső soron a renelkezésre álló maximális villamos teljesítmény a külső közepes levegőhőmérséklet függvénye: f ( Q (. (2-1 PPmax k Az összefüggésben Q ([MW] az erőműegység aktuális hőteljesítménye, PPmax ([MW] az erőműegység által maximálisan kiaható villamos teljesítőképesség. A levezetés mellőzésével ez azt jelenti, hogy az Q erőművi hőteljesítmény véletlen változó, illetve a PP max erőművi maximális kiaható villamos teljesítmény ( = maximálisan renelkezésre álló villamos teljesítőképesség véletlen változó egyaránt a k napi közepes külső levegőhőmérséklet változó transzformáltja ([1], p.10-28.: PP max f ( Q( k. (2-2 Valamely véletlen változó és transzformáltjának valószínűségi eloszlása az alábbi tétel alapján határozható meg: abban az esetben, ha a iszkrét véletlen változó, amelynek lehetséges értékei az x 1, x2,... számok, és y r(x egy tetszőleges függvény, úgy r ( valószínűségi változó eloszlását a ( k y k 1,2,... r( x i y k x, i, (2-3 valószínűségek efiniálják ([2], ahol y,... az r( x1, r( x2,... 1, y2 számok közül a különbözőket jelentik. Ez könnyen belátható abból következően, hogy az yk esemény akkor és csak akkor következi be, ha a által felvett x i érték olyan érték, amelyre nézve r x i y k (. Nyilvánvalóan k P y 1. (2-4 ( k Általánosságban kimonható tehát, hogy ( r PP max PP max ( k, i 1,2,... k PP max, r r k, i,. (2- Az állítás természetesen a kiaott hőteljesítményekre vonatkozóan is megfogalmazható, ekkor az a következő alakot ölti: ( r Q Q ( k Q, i Q r r 1,2,... k k, i,. (2-6 Ez az összefüggés teszi lehetővé az egyes efiniált üzemállapotok iszkrét valószínűségi eloszlásának meghatározását három és többállapotú megbízhatósági leírás esetében ([1], [2]. Az újonnan kifejlesztett számítási eljárás újonságtartalma hangsúlyozottan nem az, hogy a szóban forgó erőműegységek esetében a minenkor renelkezésre álló maximális villamos teljesítmény a minenkori hőkiaás, és ebből következően végső soron a napi közepes külső levegőhőmérséklet függvénye, hanem az a felismerés, hogy ez a kapcsolat teszi lehetővé az aott erőműegységek három- és többállapotú megbízhatósági leírását, hiszen a keresett valószínűségi változó ( PP max a ( k valószínűségi változó transzformáltja. Erőműegységek többállapotú megbízhatósági leírása is ismert volt korábban ([3],[4],[],[6],[7],[8], azonban mineziáig nem alkalmazták ezt a moellt elvételes konenzációs és ellennyomású gőzturbinás erőműegységek megbízhatósági moellezésére. A 3. ábra a külső levegőhőmérséklet iszkrét valószínűségi eloszlását mutatja a vizsgált tárgyiőszakban egy aott fölrajzi régióban. A 4. ábra a maximálisan kiaható villamos teljesítőképesség iszkrét valószínűségi eloszlását mutatja, ami a péla szerint erőműegység esetében a (2- összefüggés alapján került meghatározásra. Az ábra bemutatja az egyes önkényesen efiniált teljesítőképesség tartományokat. Az egyes üzemi teljesítménytartományban való tartózkoás valószínűsége ismert móon számítható: 2/13
ahol F r PP max PP ( s max, és r PPmax F PP s PP max s ( t (2-7 max, az aott erőműegység maximálisan renelkezésre álló villamos teljesítőképességtartományába tartozó tetszőleges teljesítményértékek, F PP és F PP peig a max ( PP max, s megfelelő eloszlásfüggvények. max ( PP max, t A bemutatott móon tehát meghatározható, hogy milyen valószínűséggel tartózkoik az aott erőműegység egy aott teljesítőképesség-tartományban. Az erőműegységek itt bemutatott megbízhatósági számításakor ez a valószínűsség nem más, mint egy iőarány, nevezetesen az aott teljesítőképesség-tartományban való tartózkoás és a teljes vonatkoztatási iőtartam aránya, annak figyelembe vételével, hogy (ötállapotú megbízhatósági leírás esetében: U1 ahol U 2 U3 U 4, (2-8 a meghibásoott üzemállapotbeli iőtartamok összesített értéke a teljes vonatkoztatási iőintervallumon belül [h]; az PPi átlagos teljesítőképességgel üzemképes üzemállapotok iőtartamának összesített értéke a teljes vonatkoztatási iőintervallumon belül [h]; a teljes vonatkoztatási iőtartam [h]. Az. ábra az egyes efiniált üzemállapotok előforulási valószínűségét (iszkrét valószínűségi eloszlását mutatja kétállapotú megbízhatósági leírás és ötállapotú megbízhatósági leírás esetében, a pélában szereplő elvételes konenzációs erőműegységre vonatkozóan. Az ábra alapján látható, hogy mennyivel ifferenciáltabb az erőműegység üzemmenetének leírása ötállapotú megbízhatósági leírás esetében. 3. Erőműrenszer teljesítőképesség konfigurációinak számítása A OP számítások részeként szükséges az aott erőműrenszer teljesítőképesség konfigurációinak meghatározása ([3], [], [6]. Egy aott erőműrenszer teljesítőképesség-konfiguráció alatt a lehetséges teljesítőképesség-vesztések által előálló lehetséges renszer teljesítőképesség értékek halmazát értjük ([3]. A teljesítőképesség konfiguráció számítás mibenlétének egzakt efiniálása helyett egy konkrét számpélán keresztül világítható meg a számítás mibenléte. Pélaképpen a 2. táblázat szerinti erőműegységek (összesen három erőműegység alkotta erőműrenszer lehetséges teljesítőképesség-konfigurációit a 3. táblázat tartalmazza kétállapotú megbízhatósági leírás esetében, míg a 4. táblázatban az ötállapotú megbízhatósági leírás esetében előálló renszer teljesítőképesség konfigurációk találhatók. Ebben az esetben a kogenerációs (elvételes konenzációs erőműegység megbízhatósági leírása ötállapotú megbízhatósági leírással történt. A kombinatorikus összefüggésekből aóóan kétállapotú leírás esetében 2X2X2 = 8 a lehetséges teljesítőképesség konfigurációk száma, míg a másoik esetben 2X2X = 20 ugyanez az érték. A 6. ábra mutatja a renszerszintű villamos teljesítőképesség iszkrét valószínűségi eloszlását, míg a 7. ábra a valószínűség eloszlásfüggvényt a két esetre vonatkozóan. A lehetséges renszer teljesítőképesség konfigurációk, az eloszlások, illetve a iszkrét eloszlásfüggvények összevetéséből jól látható, mennyivel ifferenciáltabb köztelítést a az ötállapotú megbízhatósági leírás. A bemutatottakból világosan látható, hogy a lehetséges renszerkonfigurációk száma rasztikusan nő az erőműegységek számának növekeésével és főképpen a efiniált üzemállapotok számának növekeésével. A renelkezésre álló számítógépes erőforrások esetében ez azonban nem jelent problémát. A továbbiakban bemutatásra kerül egy valóságos erőműrenszerre vonatkozóan a számítás, természetesen itt terjeelmi korlátok miatt nincs lehetőség a részleteremények bemutatására. 4. Érzékenységi számítások Villamos energiát és hőt kapcsoltan termelő erőműegységek többállapotú megbízhatósági leírása a villamosenergiatermelés renszerszintű megbízhatóságának jellemzésére szolgáló OP mutató számítási pontosságának javítását célozza. Az összehasonlító számítások alapjául szolgáló erőműrenszert alkotó erőműegységek a. táblázat szerintiek voltak. A számítások során moellezett erőműrenszer összesen 46 erőműegységből állt, az összes beépített villamos teljesítőképesség 9 710 MW volt. Az összes beépített villamos teljesítőképességen belül a villamos energiát és hőt kapcsoltan termelő erőműegységek összes beépített teljesítőképessége 4 660 MW-ot tett ki, azaz az összes beépített teljesítőképesség mintegy 48 %-át kogenerációs erőműegységek aták. Számítástechnikai megfontolásokból az erőműrenszert alkotó mintegy 300 b gázmotoros kogenerációs (villamos energiát és hőt kapcsoltan termelő erőműegység, amelyek beépített villamos teljesítőképessége a 0,2 6,0 MW teljesítménytartományban esett egyetlen úgynevezett aggregált erőműegységként került moellezésre. ovábbi egyszerűsítésként feltételezett volt, hogy a 12 b összességében 1 800 MW beépített villamos teljesítőképességű összetett gáz-gőz körfolyamatú, villamos energiát és hőt kapcsoltan termelő erőműegység üzemi jelleggörbéje lényegileg megegyezik az elvételes konenzációs erőműegységek üzemi jelleggörbéjével, azaz feltételezett volt, hogy a kiaható maximális villamos teljesítőképesség ezen erőműegységek esetében is a minenkori kiaott hőteljesítmény függvénye. A valóságban a kombinált ciklusú kogenerációs erőműegységek esetében a kiaott villamos teljesítmény és a kiaott hőteljesítmény közötti kapcsolat nem ennyire merev.. A renszerszintű terhelés aatai A számítások során bemenő aatként aott volt a renszerszintű órás csúcsteljesítmény-igények alakulása a vizsgált tárgyiőszakban. A vizsgált tárgyiőszakban jelentkező maximális renszerszintű teljesítmény-igény 8 260 MW volt. A renszerszintű terhelés tárgyiőszakbeli 3/13
alakulásának alapján meghatározható volt a renszerszintű terhelés terhelési tartamiagramja, maj ennek alapján az órás csúcsteljesítmény-igények tárgyiőszakbeli iszkrét valószínűségi eloszlása. Az elvételes konenzációs és az ellennyomású gőzturbinás erőműegységek esetében fennállnak az alábbi összefüggések: i i 1 1 (-1 efiniált üzemképes üzemállapotokban tartózkoik. Az erőműegység különböző üzemképes üzemállapotaihoz tartózó készenléti tényezői annak figyelembe vételével határozhatók meg, hogy az üzemképes üzemállapotokban és a meghibásoott üzemállapotban való tartózkoás iőtartama összességében a teljes vonatkoztatási iőtartammal azonos. A meghibásoási tényező ( K.[-] a szokásos móon számítható. 6. A OP értékének alakulása elvételes konenzációs erőműegységek kétállapotú és ötállapotú megbízhatósági leírása esetén ( K 1 i 1 F PP,max, a PP max ( f PP,max F PP,maxf PP max ( U (-2 A számítási ereményeket a könnyebb áttekinthetőség kevéért együtt tartalmazza az 6. táblázat. A táblázat feltünteti a V1 jelű számítási változathoz képesti eltérést. A V2 jelű számítási esetben a kogenerációs erőműegység kétállapotú megbízhatósági moellezése a OP érték 19 % körüli növekeését ereményezte. A ifferenciáltabb megbízhatósági számítás ilyen mértékben javította a renszerszintű megbízhatósági analízis során nyert eremény pontosságát. 7. Érzékenységi vizsgálatok K 1 ( i 1 Az összefüggésekben: (-3 a lehetséges efiniált üzemállapotok száma [-]; i -eik üzemképes üzemállapotban való tartózkoás iőtartama [h]; K i -eik üzemképes üzemállapothoz tartozó készenléti tényező [-]; a meghibásoott üzemállapotban való tartózkoás iőtartama [h]; K a meghibásoott üzemállapothoz tartozó PP max, a meghibásoási tényező [-]; teljes vonatkoztatási iőtartam [-];, az i -eik üzemképes üzemállapot teljesítménytartományának alsó határa [MW]; PP max, f, az i -eik üzemképes üzemállapot teljesítménytartományának felső határa [MW]. Elvételes konenzációs és ellennyomású gőzturbinás erőműegységek esetében, a különböző üzemképes üzemállapotokhoz tartozó készenléti tényezők ( K.[-] az aott üzemképes üzemállapotban való tartózkoás és a teljes vonatkoztatási iőtartam arányaként számíthatók. Ez az iőarány a maximálisan renelkezésre álló villamos teljesítőképesség valószínűségi eloszlásfüggvénye alapján határozható meg, és ez nem más, mint annak a valószínűsége, hogy a szóban forgó erőműegység az aott Az érzékenységi vizsgálatok az alábbi kérések megválaszolását szolgálták: 1. Hogyan változik a OP értéke abban az esetben, ha az ötállapotú megbízhatósági leírással moellezett erőműegységek beépített villamos teljesítőképessége aránya a felére csökken az aott erőműrenszeren belül? 2. Hogyan változik a OP értéke abban az esetben, ha az ötállapotú megbízhatósági leírással moellezett erőműegységek meghibásoási tényezője a bázisérték uplájára változik? 3. Hogyan változik a OP értéke abban az esetben, ha az aott tárgyiőszakon belül a bázisértéknél három Celsius fokkal alacsonyabbak a napi közepes levegőhőmérsékletek (azonos hőmérsékletlefutást feltételezve? 4. Hogyan változik a OP értéke abban az esetben, ha a renszerszintű terhelés a bázisértéknél 00 MW-tal kisebb a vizsgálati iőtartam teljes vizsgálati iőtartamban? 8. A számítási eremények értékelése A számítási ereményeket összefoglalóan a 7. táblázat tartalmazza. A OP értékek bázisértékhez képesti változása alapján megítélhető, hogy milyen mértékű változást ereményezett a OP értékekben a bemenő aatok változása. Minenekelőtt külön kihangsúlyozanó, hogy a kapott eremények minig egy aott erőműrenszerre (1, aott renszerszintű terhelésalakulásra (2, és a vizsgálati tárgyiőszakban aott hőmérsékletalakulásra (hőmérsékletlefutásra (3 vonatkoznak. Megállapítható, hogy a kifejlesztett számítási eljárás abban az esetben hoz a legnagyobb mértékű pontosságjavulást a kétállapotú megbízhatósági leírással meghatározott OP értékekhez 4/13
képest, ha a vizsgálati tárgyiőszakban a külső közepes levegőhőmérséklet értékek alacsonyak, azaz, amikor omináns a hőkiaás, s ebből következően jelentős a kogenerációs erőműegységek villamos teljesítőképesség vesztése. Átmeneti iőszakban (március, április, október a pontosságjavulás szerényebb. Értelemszerűen öntően befolyásolja a pontosságjavulás mértékét az, hogy milyen arányban vannak jelen ötállapotú megbízhatósági leírással moellezett erőműegységek az aott erőműrenszeren belül. A kogenerácós erőműegységek megbízhatósági jellemzői is befolyásolják a számítási eremények alakulását, ezek hatása azonban az előzőekben említett befolyásoló tényezőknél kisebb. 9. Összegzés A kifejlesztett számítási eljárás elvételes konenzációs és ellennyomású erőműegységek három- és többállapotú megbízhatósági leírására alkalmas, abban az esetben, ha a hőkiaás öntően fűtési célú hőkiaás, azaz ha a napi külső levegőhőmérséklettel arányos a hőkiaás. Az alkalmazási terület e szigorú behatárolását az magyarázza, hogy ebben az esetben származtatható az aott erőműegység maximálisan renelkezésre álló villamos teljesítőképessége valószínűségeloszlása a napi közepes külső levegőhőmérséklet valószínűségi eloszlásából. A három- és többállapotú megbízhatósági leírás ugyanis feltételezi az egyes efiniált üzemállapotokban való tartózkoás valószínűsége eloszlásának ismeretét. Ez egyben azt is jelenti, hogy a kifejlesztett számítási eljárás minen olyan esetben alkalmazható, amikor valamilyen móon ismert a efiniált üzemállapotok valószínűségi eloszlása. Hivatkozások [1] r. Fazekas, Anrás István: Elvételes konenzációs és ellennyomású gőzturbinás erőműegységek megbízhatósági leírása. EN-OP Kiaványok, Buapest, 2010. ISBN 978-963- 86681--8, ISBN 978-963 86681-4-1-Ö. [2] Roberts, N. H.: Mathematical Methos in Reliability Engineering. McGraw-Hill, New York, 1964. [3] Enrenyi, J.: Reliability Moeling in Power Systems. John Wiley & Sons, Chichester, New York, onon, oronto, 1978. p.22-26., p.309-334. [4] Armstater, B..: Reliability Mathematics. Funamentals, Practices, Proceures. McGraw- Hill, New York, 1971. [] Billinton, R. Allan, R. N.: Reliability Evaluation of Power Systems. Plenum Press, New York an onon, 1984. [6] Billinton, R. Allan, R. N.: Reliability Evaluation of Engineering Systems. Concepts an echniques. Plenum Press, New York an onon, 1992. [7] Billinton, R.: Power System Reliability Evaluation. Goron an Beach, Science Publishers, New York, onon, Paris, 1982. [8] omasevicz, Curtis. Asgarpoor, Sohrab: Optimum maintenance policy using semi-markov ecision processes. Electric Power Systems Research, Volume 79, Issue 9, September 2009, p.1286-1291. 1. áblázat Elvételes konenzációs erőműegység efiniált üzemállapotai és azok előforulásának valószínűsége Üzemállapot Villamos teljesítménytartományok Az aott teljesítménytartományban való tartózkoás valószínűsége [MW] [-] U1 ( 270,4 P 340,6 0,1328300302 U2 ( 340,6 P 362,2 0,231779964984 U3 ( 362,2 P 383,8 0,202468619 U4 ( 383,8 P 400,0 0,312412018302 P 0 0,070000000000 /13
2. áblázat Erőműegységek efiniált üzemállapotai SSZ. Erőműegység típusa B efiniált üzemállapotok Renelkezésre állási tényező Meghibásoási tényező - - MW - - 1 Összetett gázgőz korfolyamatú erőműegység 10 2U: teljes teljesítőképességel üzemképes (Pmax = 10 MW (kétállapotú megbízhatósági leírás 0,9000 0,1000 2 Konenzációs erőműegység 3. Elvételes konenzációs gőzturbinás erőműegység 2: üzemképtelen (P = 0 MW (kétállapotú megbízhatósági leírás 400 2U: teljes teljesítőképességel üzemképes (Pmax = 10 MW (kétállapotú megbízhatósági leírás 2: üzemképtelen (P = 0 MW (kétállapotú megbízhatósági leírás 40 U1: teljes teljesítőképességel üzemképes (Pmax = 40 MW (ötállapotú megbízhatósági leírás U1: csökkentett teljesítőképességel üzemképes (Pmax = 400 MW (ötállapotú megbízhatósági leírás U2: csökkentett teljesítőképességel üzemképes (Pmax = 30 MW (ötállapotú megbízhatósági leírás U4: csökkentett teljesítőképességel üzemképes (Pmax = 300 MW (ötállapotú megbízhatósági leírás : üzemképtelen (P = 0 MW (ötállapotú megbízhatósági leírás 0,800 0,100 0,3100 0,2000 0,1800 0,1300 0,1800 3. áblázat Renszer üzemállapot konfigurációk (kétállapotú megbízhatósági leírás Renszer konfiguráció Üzemállapot Erőműegység 1 Erőműegység 2 Erőműegység 3 MW 1 2U 2U 2U 1000 2 2U 2U 2 0 3 2U 2 2U 600 4 2U 2 2 10 2 2U 2U 80 6 2 2U 2 400 7 2 2 2U 40 8 2 2 2 0 Erőműrenszer renelkezésre álló villamos teljesítőképessége 6/13
4. áblázat Renszer üzemállapot konfigurációk (Erőműegység 3 esetében ötállapotú megbízhatósági leírás Renszer Üzemállapot Erőműrenszer konfiguráció Erőműegység 1 Erőműegység 2 Erőműegység 3 renelkezésre álló villamos teljesítőképessége MW 1 2U 2U U1 1000 2 2U 2U U2 90 3 2U 2U U3 900 4 2U 2U U4 80 2U 2U 0 6 2U 2 U1 600 7 2U 2 U2 0 8 2U 2 U3 00 9 2U 2 U4 40 10 2U 2 10 11 2 2U U1 80 12 2 2U U2 800 13 2 2U U3 70 14 2 2U U4 700 1 2 2U 400 16 2 2 U1 40 17 2 2 U2 400 18 2 2 U3 30 19 2 2 U4 300 20 2 2 0 7/13
. áblázat A moellezett erőműrenszer eírás Beépített villamos Erőműegységek Renelkezésre teljesítőképesség száma állási tényező [MW] [-] [-] Atomerőművi egységek 2 000 4 86,9 Konvencionális fölgáztüzelésű 2 10 10 86,2-86,8 erőműegységek Konvencionális lignittüzelésű 900 83, erőműegységek Összetett gáz-gőz körfolymatú 1 800 12 89,0-90,2 erőműegységek Széntüzelésű erőműegységek (elvételes 2 200 14 84,0-87,0 konenzációs és ellennyomású gőzturbinás erőműegységek Gázmotoros, villamos energiát és hőt 660 300 90,0-93,7 kapcsoltan termelő erőműegységek (aggregált erőműegységként moellezett Nyíltciklusú gázturbinák 440 4 91,8 Összeses (erőműrenszer 9 710 46 6. áblázat Az eremények összegzése Számítási A számítási változat leírása OP Eltérés a bázisértéktől változat [-] [%] V1 Erőműegységek kétállapotú OP 0 megbízhatósági moellezése 0, 0098723679 V2 A villamos energiát és hőt kapcsoltan termelő erőműegységek ötállapotú, a többi erőműegység kétállapotú moellezése OP +19 0,01174811 78 8/13
7. táblázat Az érzékenységi vizsgálatok ereményeinek összefoglalása Számítási változat A számítási változat leírása OP Eltérés a bázisértéktől OP = 0,0098723679 V3 Az ötállapotú megbízhatósági leírással moellezett erőműegységek beépített villamos teljesítőképessége 20 százalékkal csökken az erőműrenszeren belül (4 660 MW-ról 3720 MW-ra? [-] [%] OP -16 0,008490236 V4 V V6 Az ötállapotú megbízhatósági leírással moellezett erőműegységek meghibásoási tényezője 10 százalékkal nő. Az aott tárgyiőszakon belül a bázisértéknél három Celsius fokkal alacsonyabbak a napi közepes levegőhőmérsékletek (azonos hőmérsékletlefutást feltételezve A renszerszintű terhelés a bázisértéknél 00 MW-tal kisebb a vizsgálati iőtartam teljes vizsgálati iőtartamban. OP +39 0,01372291 OP +37 0,0132144 OP -4 0,004292326 9/13
KIAO EJESÍMÉNY [MW] villamos teljesítmény EVÉEES KONENZÁCIÓS GŐZURBINÁS ERŐMŰEGYSÉG P P max. G Q min. hőteljesítmény Q 1 1. ábra Elvételes konenzációs gőzturbinás erőműegység A HŐKIAÁS ÉS A KIAO VIAMOS EJESÍMÉNY AAKUÁSA A KÜSŐ KÖZEPES EVEGŐHŐMÉRSÉKE FÜGGVÉNYÉBEN, EVÉEES KONENZÁCIÓS ERŐMŰEGYSÉG ESEÉBEN 600 00 400 300 200 100 0-20 -17-14 -11-8 - -2 1 4 7 10 13 16 19 22 2 28 31 KÜSŐ KÖZEPES EVEGŐHŐMÉRSÉKE [C] KIAO VIAMOS EJESÍMÉNY HŐKIAÁS 2. ábra A hőkiaás és a kiaott villamos teljesítmény alakulása a külső közepes levegőhőmérséklet függvényében elvételes konenzációs erőműegység esetében 10/13
270,40 270,40 27,80 281,20 286,60 292,00 297,40 302,80 308,20 313,60 319,00 324,40 329,80 33,20 340,60 346,00 31,40 36,80 362,20 373,00 378,40 383,80 389,20 394,60 400,00 VAÓSZÍNŰSÉG [-] VAÓSZÍNŰSÉG [-] NAP KÖZEPES KÜSŐ EVEGŐHŐMÉRSÉKE VAÓSZÍNŰSÉGI EOSZÁSFÜGGVÉNYE 1,0000 0,9000 0,8000 ARÁNYOSSÁGI AROMÁNY (-1 ºC- +9 ºC 0,7000 0,6000 0,000 0,4000 0,3000 0,2000 0,1000 0,0000-19 -16-13 -10-7 -4-1 2 8 11 14 17 20 23 26 29 NAPI KÖZEPES KÜSŐ EVEGŐHŐMÉRSÉKE [ºC] 3. ábra A napi közepes külső levegőhőmérséklet iszkrét valószínűségi eloszlásfüggvénye egy aott fölrajzi régióban (100 éves átlag EVÉEES KONENZÁCIÓS ERŐMŰEGYSÉG MAXIMÁISAN RENEKEZÉSRE ÁÓ VIAMOS EJESÍŐKÉPESSÉGÉNEK VAÓSZÍNŰSÉGI EOSZÁSFÜGGVÉNYE AZ ARÁNYOSSÁGI AROMÁNYBAN AZ EGYES ÜZEMI AROMÁNYOKBAN VAÓ ARÓZKOÁS VAÓSZÍNŰSÉGE 0,400 0,4000 0,300 0,3000 0,200 0,2000 0,100 0,1000 0,000 0,0000 4 3 2 1 MAXIMÁISAN RENEKEZÉSRE ÁÓ VIAMOS EJESÍŐKÉPESSÉG [MW] 4. ábra Az egyes üzemtartományokban való tartózkoás valószínűsége (elvételes konenzációs erőműegység maximálisan renelkezésre álló villamos teljesítőképességének valószínűségi eloszlásfüggvénye az arányossági tartományban 11/13
VAÓSZÍNŰSÉG [-] VAÓSZÍNŰSÉG [-] AZ EGYES ÜZEMÁPOOKBAN VAÓ ARÓZKOÁS ISZKRÉ VAÓSZÍNŰSÉGI EOSZÁSA KÉ- és ÖÁAPOÚ MEGBÍÓZHAÓSÁGI MOEEZÉS ESEÉN 0,9 0,8 0,7 0,6 0, 0,4 0,3 0,2 0,1 0 2U U1 2 U: Üzemképes üzemállapot : Üzemképtelen üzemállapot U2 U3 U4 1 2 3 4 ÜZEMÁAPOOK KÉÁPOÚ MOE ÖÁAPOÚ MOE. ábra Az egyes üzemállapotokban való tartózkoás iszkrét valószínűségi eloszlása két- és ötállapotú megbízhatósági moellezés esetén ERŐMŰRENSZER RENEKEZÉSRE ÁÓ VIAMOS EJESÍŐKÉPESSÉGÉNEK ISZKRÉ VAÓSZÍNŰSÉGI EOSZÁSA A KÉÁAPOÚ ÉS AZ ÖÁAPOÚ EÍRÁS ÖSSZEHASONÍÁSA 0,70 0,60 0,0 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 0 100 200 300 400 00 600 700 800 900 1000 ERŐMŰRENSZER RENEKEZÉSRE ÁÓ VIAMOS EJESÍŐKÉPESSÉGE [MW] KÉÁAPOÚ EÍRÁS ÖÁAPOÚ EÍRÁS 6. ábra Erőműrenszer renelkezésre álló villamos teljesítőképességének iszkrét valószínűségi eloszlása két- és ötállapotú megbízhatósági moellezés esetén 12/13
VAÓSZÍNŰSÉG [-] ERŐMŰRENSZER RENEKEZÉSRE ÁÓ VIAMOS EJESÍŐKÉPESSÉGÉNEK ISZKRÉ VAÓSZÍNŰSÉGI EOSZÁSFÜGGVÉNYE A KÉÁAPOÚ ÉS AZ ÖÁAPOÚ EÍRÁS ÖSSZEHASONÍÁSA 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0, 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 100 200 300 400 00 600 700 800 900 1000 ERŐMŰRENSZER RENEKEZÉSRE ÁÓ VIAMOS EJESÍŐKÉPESSÉGE [MW] KÉÁAPOÚ EÍRÁS ÖÁAPOÚ EÍRÁS 7. ábra Erőműrenszer renelkezésre álló villamos teljesítőképességének iszkrét valószínűségi eloszlásfüggvénye két- és ötállapotú megbízhatósági moellezés esetén 13/13