Voimalaitoksen tuotannon optimointijärjestelmän suunnittelu

Tässä diplomityössä on suunniteltu ja toteutettu tuotannon optimointijärjestelmä Kotkan Energia Oy:n tuotantolaitoksille sekä osto- ja myyntisopimuksille. Työssä on kerätty ja laskettu Kotkan Energian tuotantolaitosten teknisiä ja suunnittelutietoja, sekä esitelty eri laitteiden ja tuotantolaitosten toimintaa. Lisäksi on käyty läpi kaukolämmön ja prosessihöyryn kulutusta, kulutuksien ennustamista ja tuotantojärjestelmiä, sekä sähkökauppaa ja laitoksilla käytettävien polttoaineiden ominaisuuksia ja hintoja. Voimalaitoksen laitteille on laskettu hyötysuhteet ja tuotteiden hinnat erilaisilla kuormilla. Laskelmien avulla on tehty polynomisovitteet laitteiden hyötysuhteille. Polynomisovitteet ja muu laitosten toiminnasta kerätty ja laskettu tieto on siirretty Kotkan Energian tietohallintopäällikön kanssa yhteistyössä kehitettyyn tietokonepohjaiseen optimointiohjelmaan. Myös optimoinnin teoriaa ja menetelmiä on käyty lyhyesti läpi. Optimointiohjelman avulla pystytään nyt laskemaan erilaisten kaukolämmön, prosessihöyryn ja sähkön hintojen ja kulutusten mukaisia optimaalisia ajotapoja Hovinsaaren voimalaitoksen tuotannolle ja hankintasopimuksille. Optimointiohjelmalla pyritään maksimoimaan energiantuotannon kokonaistuottoa tai minimoimaan tuotantokustannuksia annettujen ja ennustettujen alkuarvojen mukaisesti. Ohjelman antamia tuloksia voidaan käyttää apuna esimerkiksi tuotannon suunnittelussa ja budjetoinnissa. Laskelmat ja ohjelman kehittäminen ovat onnistuneet hyvin ja ohjelman käyttämisestä ja testaamisesta saadut tulokset vaikuttavat oikeanlaisilta ja luotettavilta. Optimointiohjelma on nyt käytössä ja jatkokehittely jatkuu myös diplomityön valmistumisen jälkeen.

A computer based optimizing system for the production facilities and contracts of Kotka Energy Ltd. has been developed and implemented in this master’s thesis project. Technical data has been collected and calculated for the production devices and contracts of Kotka Energy Ltd. The functions of different devices and facilities are also detailed in this study. The district heating, process steam and electricity production systems and consumption forecasts are also discussed in the study. The characteristics and prices of the fuels used in Kotka Energy are also detailed. Efficiencies and prices for products have been calculated for the devices of Hovinsaari power plant. The calculations have been used to make polynomes for the efficiencies on different load levels. The polynomes and other information about the devices have been implemented into a computer based optimizing system in cooperation with Kotka Energy’s IT-manager. The theory of optimizing and different methods have also been briefly discussed. The optimizing system can now be used to calculate different district heating, process steam, electricity price and consumption situations and find an optimal production combination for the Hovinsaari power plant and purchasing and selling contracts. The optimizing program is used to maximize the total profit or to minimize the production costs according to the inputted initial values. The results can be used in production planning and budgeting. The calculations and program developement have been succesful and the results seem to be accurate and reliable. The optimizing program is now in everyday use and the further developement of the program is in process.