[發(fā)明專利]基于多種約束規(guī)則的火電廠廠級負(fù)荷優(yōu)化分配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610165564.6
• 申請日: 2006-12-21
• 公開（公告）號: CN101206754A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾德良;陳彥橋
• 申請（專利權(quán)）人: 北京華電天仁電力控制技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06Q50/00
• 分類號: G06Q50/00;G06Q10/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 練光東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于多種約束規(guī)則的火電廠廠級負(fù)荷優(yōu)化分配方法。

背景技術(shù)

目前，火力發(fā)電機(jī)組占全國裝機(jī)總?cè)萘康?0％以上，對不可再生的煤炭資源消耗巨大，因此，深入研究火電機(jī)組的節(jié)能降耗，對國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。廠級負(fù)荷優(yōu)化分配就是節(jié)能降耗的一項重要措施。通過對全廠機(jī)組的負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化分配，在滿足電網(wǎng)負(fù)荷要求和機(jī)組出力限制的條件下，實現(xiàn)綜合供電成本最小。此外，合理的負(fù)荷優(yōu)化分配還能減輕電網(wǎng)頻繁波動給機(jī)組主輔設(shè)備帶來的損害，提高電廠的安全生產(chǎn)管理水平。因此，負(fù)荷優(yōu)化分配技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，參見[1]馬傳利，張樹成，崔巨擘，等.大型火電機(jī)組優(yōu)化運行技術(shù)的研究[J].動力工程，2002，22(4)：1875-1878。

廠級負(fù)荷優(yōu)化分配問題是一種帶有約束條件的高維、非線性優(yōu)化問題，其解法歸納起來，可分為三種類型：傳統(tǒng)優(yōu)化方法、隨機(jī)化方法、數(shù)學(xué)優(yōu)化方法。傳統(tǒng)優(yōu)化方法如等微增率法，雖簡單易行，但要求機(jī)組的煤耗特性曲線連續(xù)上凹且無拐點，實際的煤耗特性曲線很難滿足；隨機(jī)化方法包括遺傳方法、模擬退火、禁忌搜索等，在工程應(yīng)用中不易實現(xiàn)；數(shù)學(xué)優(yōu)化方法如動態(tài)規(guī)劃法等，對煤耗特性曲線無要求、結(jié)果精準(zhǔn)，但計算工作量大、實時性差。隨著計算機(jī)硬件水平的提升，動態(tài)規(guī)劃法的缺點將得以彌補(bǔ)。

目前大多數(shù)實施負(fù)荷優(yōu)化分配技術(shù)的火電廠采用了動態(tài)規(guī)劃法。但是他們的方法中卻很少考慮火電機(jī)組的速率約束、多種經(jīng)濟(jì)性約束規(guī)則，參見[2]郭斌，康松.火電廠各機(jī)組間負(fù)荷調(diào)度實時優(yōu)化自動控制系統(tǒng)的研究.發(fā)電設(shè)備，2001，26(6)：26-30.[2]，或者只考慮了一些經(jīng)濟(jì)性約束規(guī)則，沒有考慮變負(fù)荷的速率約束，參見[3]沈叢奇，歸一數(shù)，方炯.火電廠全廠負(fù)荷優(yōu)化分配及其控制方式的研究.華東電力，2005，33(3)：18-22.[3]，從而造成方法的實用價值不高。因此，設(shè)計出一套滿足經(jīng)濟(jì)性、快速性指標(biāo)，綜合考慮多種經(jīng)濟(jì)性約束規(guī)則的負(fù)荷優(yōu)化分配方法，是火電廠節(jié)能降耗需要迫切解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于多種約束規(guī)則的火電廠廠級負(fù)荷優(yōu)化分配方法。本發(fā)明是建立在廠級監(jiān)督信息管理系統(tǒng)(SIS)之上的基于多種約束規(guī)則的廠級負(fù)荷優(yōu)化分配方法。技術(shù)方案如下：

一種基于多種約束規(guī)則的火電廠廠級負(fù)荷優(yōu)化分配方法，其步驟如下：

1)建立可組態(tài)的輸入?yún)?shù)表；

2)建立煤耗特性曲線；

3)進(jìn)行負(fù)荷趨勢預(yù)測；

4)保證安全性約束規(guī)則；

5)實現(xiàn)快速性約束規(guī)則；

6)優(yōu)化經(jīng)濟(jì)性約束規(guī)則；

7)多約束條件下的動態(tài)規(guī)劃方法實現(xiàn)。

針對目前火電廠廠級負(fù)荷優(yōu)化分配的研究和使用現(xiàn)狀，我們設(shè)計了一種綜合考慮安全、經(jīng)濟(jì)、快速性約束的動態(tài)規(guī)劃負(fù)荷優(yōu)化分配方法。此方法包括以下幾個方面的內(nèi)容：

1)建立可組態(tài)的輸入?yún)?shù)表；包括如下：

負(fù)荷優(yōu)化分配的參數(shù)輸入包括三方面的內(nèi)容，并且這三方面的內(nèi)容均可組態(tài)：

(1)輸入/輸出信號

包括RB(鍋爐輔機(jī)故障快速減負(fù)荷)、RD(機(jī)組負(fù)荷指令迫降)、RU(機(jī)組負(fù)荷指令迫升)、BI(負(fù)荷指令閉鎖增)、BD(負(fù)荷指令閉鎖減)，變負(fù)荷速率、實際負(fù)荷值、實際負(fù)荷指令值、AGC(自動發(fā)電控制)指令值，主蒸汽壓力，發(fā)電煤耗、供電煤耗，全廠總負(fù)荷指令、全廠最大允許總負(fù)荷、全廠最小允許總負(fù)荷、全廠AGC指令請求等；

(2)廠級組態(tài)參數(shù)表

包括機(jī)組臺數(shù)、變負(fù)荷間隔、煤耗加權(quán)系數(shù)、日負(fù)荷預(yù)測加權(quán)系數(shù)等

(3)機(jī)組級組態(tài)參數(shù)表

變負(fù)荷上限、變負(fù)荷下限、機(jī)組穩(wěn)定的負(fù)荷允許變化值、額定負(fù)荷對應(yīng)磨臺數(shù)等參數(shù)。

機(jī)組的輸入?yún)?shù)表可以組態(tài)，使此功能模塊的可維護(hù)性大大增強(qiáng)。

2)建立煤耗特性曲線如下；

采用統(tǒng)計方法計算煤耗特性曲線。計算步驟如下：

■對機(jī)組的可變負(fù)荷范圍進(jìn)行劃分：

n₀＝(N_max-N_min)/N_h

其中，N_max、N_min、N_h分別為機(jī)組最大、最小允許負(fù)荷和變負(fù)荷間距。n₀為機(jī)組可能運行的負(fù)荷工作點數(shù)；

■計算t₀分鐘內(nèi)主要運行參數(shù)(主蒸汽壓力等)的方差值，看其是否滿足穩(wěn)定條件；