Efficiency optimization of combined cycle power plants working at partial loads : tha case study of ChilcaUno

In the context of an increasing higher penetration of renewable energy sources in power matrices, conventional fossil fuels power plants are producing at partial loads more often than ever before, leading to a new challenge to solve: optimize the efficiency at partial loads, so the lowest amount of fuel is consumed to satisfy a required demand. This thesis aims to perform an optimization analysis for a 3x1 NGCC power plant, based on the elaboration of a performance model of the combined cycle, created from its real operation data. Then, the results obtained were teste on-site to verify the optimized fossil fuel consumption at partial load operation. As a further analysis, an alternative operation mode considering shutting down one or two gas turbines is also studied, evaluating the technical and economic impacts that this could have for the combined cycle power plant.

Nel contesto di una sempre maggiore penetrazione delle fonti di energia rinnovabile nelle matrici di potenza, le centrali convenzionali a combustibili fossili stanno producendo a carichi parziali più spesso che mai, portando a una nuova sfida da risolvere: ottimizzare l'efficienza a carichi parziali, quindi la più basso quantità di carburante viene consumata per soddisfare una potenza richiesta. Questa tesi si propone di eseguire un'analisi di ottimizzazione per una centrale 3x1 NGCC, basata sull'elaborazione di un modello prestazionale del ciclo combinato, creato dai suoi dati operativi reali. Dopodiché, i risultati ottenuti sono stati testati on-site per verificare il consumo ottimizzato di combustibile fossile durante il funzionamento a carico parziale. Come ulteriore analisi, viene anche studiata una modalità operativa alternativa che prevede l'arresto di una o due turbine a gas, valutando gli impatti tecnici ed economici che ciò potrebbe avere per la centrale a ciclo combinato.