[發明專利]發電站壽命周期成本增強系統以及計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 201310141625.5
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103377400B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: M.J.奧康諾爾;S.F.約翰遜;M.S.施羅德
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 姜甜,朱海煜

技術領域

一般來說，本公開涉及發電，更具體地說，涉及包括火力發電機(如燃氣渦輪機)的發電站中的發電優化。

背景技術

在發電中，經常使用火力發電機(例如燃氣渦輪機和聯合循環發電站)在電力系統中產生電力。這種發電站通常包括發電站控制系統，它可產生表示發電站功率生產成本的一條報價曲線(offer curve)或一組報價曲線。例如，報價曲線可包括增量變動成本曲線、平均變動成本曲線或發電成本的另一適當指示，通常以每兆瓦時美元數相對發電站兆瓦輸出來測量和/或表達。

如大家已知，平均變動成本曲線可表示給定點的累計成本除以累積功率輸出，而增量變動成本曲線可表示給定點的成本變動除以功率輸出變動。增量變動成本曲線可通過例如取可表示每小時成本C相對產生的功率P_g的發電站輸入-輸出曲線的一階導數來獲得。換言之，如果每小時成本表達為

C＝RK，

R＝燃料消耗率，K＝燃料成本，

則增量成本IC可表達為：

在使用來自燃料燃燒發電機的廢熱產生蒸汽為補充蒸汽渦輪機提供動力的聯合循環發電站中，增量變動成本曲線也可使用已知技術獲得，但其推導可能更復雜。

發電站控制系統可發送報價曲線給管轄機構(例如解除管制(deregulate)市場的獨立系統運營商或管制市場的公用設施功率公司)的電力系統控制器，并且可以定期這樣做。例如，一些發電站控制系統會每天發送報價曲線，一些甚至會每次發送同樣的、預定義的報價曲線，而不考慮機組降級或變化的環境和/或市場狀況。

電力系統控制器可從處于其控制下的其它發電站接收報價曲線并評估收到的所有報價曲線以確定哪些發電站應投入運轉以及要生產多少功率，例如通過生成機組參與(commitment)和/或調度計劃。機組參與和/或調度計劃的生成通常包括考慮未來的時間周期或預測范圍。雖然未來的時間周期通常大約為一天或多天，但最新的系統考慮更小的時間周期，例如一小時或十五分鐘，從而使電力系統控制接近實時控制。

電力系統控制器生成機組參與和/或調度計劃并發送或傳遞控制信號給發電站。這些控制信號可包括相應發電站的目標負載。然后，每個發電站控制系統可為操作參數確定適當的設置點，以使其可以滿足目標負載，并且每個發電站控制系統可包括其自身的優化例程以優化發電站操作。但是，此類優化例程不會考慮發電站的壽命周期成本，特別是在生成報價曲線時。

一般來說，燃氣渦輪機壽命例如可通過自操作就緒的初始時間的操作小時數和/或起動次數來測量。如果燃氣渦輪機或燃氣渦輪機的部件在其小時數限制之前達到其起動次數限制，則必須進行維修或更換，即使它還有剩余的小時數壽命。燃氣渦輪機的小時數壽命可通過減少點火溫度來延長，但這會降低燃氣渦輪機的效率，從而增加操作成本。相反，增加點火溫度會提高效率，但會縮短燃氣渦輪機壽命并可能會提高維護和/或更換成本。因此，更改發電站的操作方式會影響壽命周期成本。

發明內容

本文公開的本發明實施例可能采取針對發電站的發電站壽命周期成本增強系統的形式。發電站可設置成通過燃燒燃料生成電力并且可操作地耦合到包含計算裝置的發電站控制系統。計算裝置可配置成監測發電站的第一參數并接收表示發電站的期望功率輸出的目標負載?？刹捎冒l電站的第一模型以模擬發電站的操作并確定至少發電站的性能指標、發電站操作參數的初始設定點以及響應至少發電站的所監測的參數的發電站的估計的壽命周期成本。然后，可使用響應基于壽命周期成本的目標函數的第一模型輸出來加強(augment)操作參數，從而求解基于壽命周期成本的目標函數以得到減少的壽命周期成本，由此產生用于操作參數的加強的設定點。可使用加強的設定點來生成包括發電站的功率生產成本相對功率輸出的至少一個報價曲線。

另一個實施例可包括用于通過發電站控制系統實現發電站的增強報價曲線生成的計算機程序產品，發電站控制系統包括計算裝置和設置成存儲計算機程序產品的存儲裝置，計算裝置配置成執行計算機程序產品，并且計算機程序產品包含計算機可執行程序代碼形式的指令，該計算機可執行程序代碼形式的指令在執行時配置發電站控制系統。發電站控制系統可配置成生成發電站的報價曲線，報價曲線表示發電站的估計的操作成本相對功率輸出。報價曲線的生成可響應于至少部分基于發電站優化問題解決方案(包括發電站的基于壽命周期成本的目標函數)的發電站操作參數的加強的值?；趬勖芷诔杀镜哪繕撕瘮悼身憫辽侔l電站的壽命周期成本模型和操作參數的初始設定點。