ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ
ОБОРУДОВАНИЯ 8
1.1 Общие сведения о паротурбинных установках теплоэлектростанций 8
1.2 Общая структура системы управления энергоэффективностью
предприятия 9
1.3 Задачи сравнительной оценки эффективности работы 11
1.4 Обзор научных информационных источников 12
1.5 Постановка цели и задач исследования 26
2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 28
2.1 Общие сведения 28
2.2 Первичная обработка данных 31
2.3 Корреляционный анализ данных 38
2.4 Кластеризация данных 40
2.5 Классификация данных 48
2.6 Метод оценки эффективности режима работы турбоагрегатов 58
3 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 61
3.1 Структура 61
3.2 Исходные данные 61
3.3 Предварительная обработка данных 62
3.4 Корреляционный анализ данных 67
3.5 Кластерный анализ данных 74
3.6 Результаты кластерного анализа 85
3.7 Расчет поправки на удельный расход тепла на выработку
электроэнергии 87
3.8 Классификация данных 90
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 108
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 109
Приложения должны быть в работе, но в данный момент отсутствуют
Основным направлением экономического развития предприятия является снижение себестоимости продукции и, соответственно, рост ее конкурентоспособности на рынке. Задачи подобного рода на крупных промышленных предприятиях могут решаться при помощи повышения эффективности использования энергетических ресурсов (ЭР). Вопрос повышения эффективности использования ЭР тесно связан с проблемами эффективности работы оборудования на предприятии.
При проведении оценок эффективности работы оборудования необходимо учитывать ограничения, препятствующие повышению эффективности его использования, для получения результатов, отражающих реальную картину. К ограничениям, снижающим эффективность работы оборудования можно отнести:
- нерабочее время;
- плановые остановы;
- потери скорости на вывод остановленного оборудования в номинальный режим работы и т.д. [1].
Регулярное проведение оценки эффективности работы оборудования необходимо для контроля производственного процесса и повышения его эффективности.
Различные методы оценки эффективности работы энергетического оборудования рассматриваются в работах Салова А.Г., Гавриловой А.А, Сафронова А.В., Щинниковой П.А., L. Shizhe, W. Yinsong, T. Jingyu, Z. Zheng и др. [2-27].
В общем случае оценка эффективности проводится путем сравнения оценочного критерия в отчетном периоде с аналогичным показателем в базовом периоде. При таком методе для получения оценок эффективности в сопоставимых условиях необходим объективный учет влияния внешних факторов.
В задачах оценки эффективности содержательная модель преобразования ресурсов и условий функционирования объектов в результаты их функционирования часто может отсутствовать по следующим причинам:
- внешние факторы оказывают влияние на объект, характер такого влияния неизвестен;
- информация о значениях параметров объектов измеряется с высокой погрешностью, является неточной и противоречивой.
В подобных условиях используемые частные критерии не могут использоваться в качестве характеристик эффективности управления, так как отражают лишь результаты этого управления. В таком случае данные об объектах, действующих в разнородных условиях, дополняются механизмом «масштабирования», то есть приведением их к единой системе измерений [28].
В работе рассматривается задача сравнительной оценки эффективности работы промышленного оборудования в различных условиях эксплуатации. Особенностью рассмотренного метода является объективный учет внешних влияющих факторов для получения оценок эффективности в сопоставимых условиях. Учет влияния внешних факторов на эффективность работы оборудования в работе осуществляется при помощи кластеризации данных.
В результате выполнения работы были достигнуты следующие результаты:
1) проведен обзор научно-информационных источников, включающий 99 наименований. Рассмотрены методы оценки эффективности режимов работы энергетического оборудования и методы интеллектуального анализа данных. Анализ рассмотренных источников показал, что тематика работы, посвященная разработке автоматизированной системе оценки работы турбинных установок, является актуальной;
2) предложен метод, позволяющий проводить объективный учет внешних влияющих факторов для получения оценок эффективности в сопоставимых условиях на основе интеллектуального анализа данных. Влияние внешних факторов компенсируется на основе определения поправки на оценочный критерий путем применения методов предварительной обработки данных, корреляционного анализа, кластерного анализа и классификации;
3) разработано программное обеспечение автоматизированной системы оценки эффективности турбинных установок на языке программирования Python с применением библиотек pandas, numpy, scikit-learn, matplotlib для статистической обработки данных и вычислений с открытым исходным кодом ;
4) проведены экспериментальные исследования разработанного программного обеспечения системы автоматизированной оценки эффективности режимов работы турбинных установок. Оценка эффективности осуществлялась на основе сравнения удельного расхода тепла на выработку электроэнергии в отчетном периоде с аналогичным показателем в базовом периоде, приведенным к отчетному периоду. Исследования показали, что метод позволяет компенсировать влияние внешних факторов.
