Riassunto analitico
La presente tesi ha per oggetto l’analisi e l’ottimizzazione di soluzioni per il progetto del sistema elettrico di alimentazione dei servizi ausiliari di impianti termoelettrici a carbone/lignite con unità di potenza elevata.
Al giorno d’oggi, i produttori di energia elettrica che affrontano la progettazione di nuovi impianti ed annessi sistemi elettrici ausiliari, si trovano di fronte molteplici aspetti che possono mettere in discussione l’applicazione di schemi e procedure derivanti dai criteri di progetto unificati (adottati nei passati decenni), rendendo necessario lo studio di specifiche soluzioni, ottimizzate a seconda del contesto operativo.
In questo scenario, si prospetta la necessità di metodi di studio semplici ma accurati, in grado di sintetizzare gli elementi principali che caratterizzano gli impianti termoelettrici, come: taglia di potenza, caratteristiche del combustibile, numero di unità produttive; e siano in grado di valutare l’incidenza di tali fattori nei confronti del sistema elettrico dei servizi ausiliari.
In particolare, il lavoro svolto è focalizzato sullo studio di ottimizzazione dei sistemi elettrici dei servizi ausiliari per impianti termoelettrici convenzionali (a vapore) con unità di potenza elevata, alimentati a carbone/lignite, per i quali sono particolarmente evidenziati tutti gli elementi sopracitati.
Per conseguire i prefissati obiettivi di ottimizzazione del sistema elettrico, lo studio è stato svolto in due fasi distinte: nella prima sono state determinate le potenze elettriche assorbite dal complesso dei servizi ausiliari, per poter definire gli schemi elettrici più idonei a soddisfare tali utenze; nella seconda sono stati elaborati ed analizzati i modelli di tali schemi, attraverso calcoli di load flow, cortocircuito e cadute di tensione, al fine di ottimizzare il dimensionamento dei principali componenti del sistema elettrico.
I risultati ottenuti evidenziano che, date le particolari caratteristiche dell’impianto (combustibile e taglia di potenza della singola unità), è stato necessario adottare soluzioni con schemi elettrici specifici ed opportunamente ottimizzati, portando a scelte progettuali diverse rispetto agli schemi elettrici tipici per l’alimentazione dei servizi ausiliari delle centrali termoelettriche convenzionali.
Abstract
The present thesis is based on the analysis and the optimization of solutions in the project related to the power supply to auxiliary services of high powered coal/lignite thermoelectric plants.
Nowadays, producers of electric energy who are tackling the design of new plants and related auxiliary electric systems, come to find themselves facing multiple aspects which can question the application of plans and procedures deriving from unified project criteria (adopted in the past decades), hence making it necessary to study specific solutions to be optimized in accordance with the operational context.
In this scenario, there appears to be the need for simple but accurate methods of study able to synthesize the principle elements characterizing the thermoelectric power plants such as: fuel characteristics, number and size of productive units; and able to evaluate the impact of said factors on the auxiliary services electric system.
In particular, the work performed is focalized on the study of optimization of the auxiliary services electric systems for conventional (steam) thermoelectric power plants with large size coal/lignite production units, in relation to which all the above-mentioned elements are particularly highlighted.
In order to achieve the pre-established targets of optimization of the electric system, the study was carried out in two distinct phases: the first one involved the definition of the electric power absorbed by all the auxiliary services in order to be able to define the most suitable electric diagram to meet the requirements of said consumptions; the second phase involved the modelization and the analysis of the auxiliary services electric systems, by load flow, short circuit and voltage drops calculations, aimed at the optimization of the electric system’s components.
The results obtained indicate that, owing to the plant’s particular characteristics (fuel and single production unit of large size), it became necessary to adopt solutions with specific and appropriately optimized electric diagrams, leading to different planning choices as opposed to the electric diagrams typically utilized for the power supply to auxiliary services.
