[發明專利]一種熱電廠超超臨界發電機組變負荷耗差分析方法

有效

• 申請號: 201310688241.5
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103699786B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 張曦;陳世和;廖艷芬;朱亞清;陳拓;曹亞文;馬曉茜
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院;華南理工大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司44104
• 代理人: 周克佑

技術領域

本發明涉及一種超超臨界機組的耗差分析方法，具體是指一種熱電廠超超臨界發電機組變負荷耗差分析方法。

背景技術

用電需求日益增大，大型火電廠的負荷隨著用電高峰低谷波動，要求機組在一定的時間內達到變負荷功率，由于大型機組運行各項參數的控制調節存在較大遲延性，過快的負荷變化速度，過大的負荷變化幅度和過短的負荷穩定時間都將導致實際運行工況偏離穩定工況，這便使得機組變負荷運行過程中的供電煤耗遠大于對應的穩定運行的煤耗。而為了使各運行參數在運行中始終保持在目標值，使大型超超臨界機組發揮高參數的優勢，對機組進行實時監測顯得尤為重要，而耗差分析是節能最為基礎的理論支持，對其進行研究具有必要性。

火電廠生產過程是由各系統和設備組合而成的有機連續的生產過程，產生耗差的因素很多，以鍋爐側為例，飛灰含碳量、鍋爐出口煙氣含氧量、排煙溫度等可測可調因素通過影響到鍋爐效率而對最終的煤耗率存在明顯的影響，同樣在汽機側，蒸汽及給水的各項參數也是耗差分析的重點研究對象，在機組變負荷的耗差分析中，將各個系統中的影響因素整合到一起，以統一的標準評判整個電廠運行系統中的各耗差因素影響程度，從而為優化機組變負荷運行參數控制提供重要的方案依據，是解決大型機組變負荷運行過程優化節能問題的一個新思路。

針對大型機組的耗差分析，現有的方法多是針對穩定運行的機組與設計工況的耗差分析，單個因素或系統參數改變對能耗的影響，以整個電廠系統作為整體的研究對象的大型機組變工況耗差分析方法較少涉及，對變工況運行的大型機組的變工況調節最優化方案的制定缺乏全面的系統的指導性作用，因而需要對大型機組變工況的耗差分析方法進行更加系統的深入的研究。

發明內容

本發明的目的是提供一種熱電廠超超臨界發電機組變負荷耗差分析方法，以期獲得各運行參數變化對煤耗所帶來的影響大小，為百萬機組變負荷運行中的變負荷速率、變負荷幅度和穩定段時間的確定提供指導依據，達到降低電廠變負荷運行中發電煤耗的目的。

本發明的上述目的是通過如下技術方案來實現的：

一種熱電廠超超臨界發電機組變負荷耗差分析方法，該方法包括如下步驟：

步驟（1）：選取對熱電廠發電機組經濟性影響較大的18個運行參數作為分析對象，該18個運行參數為：飛灰含碳量、爐膛出口煙氣含氧量、排煙溫度、主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度、給水溫度、高溫加熱器端差、過熱器減溫水、再熱減溫水、補給水率、凝汽器真空、凝結水過冷度、循環冷卻水溫、煤質特性、空預器漏風量、汽輪機內效率和廠用電率；

步驟（2）：對該18個運行參數，運用聚類方法得到1個運行最佳工況，將此運行最佳工況作為穩定運行基準工況，同時在電廠DCS系統中隨機選取變負荷范圍內的18個實際工況；

步驟（3）：以18個參數影響因子作為自變量，以單個影響參數變化時與穩定運行基準值的耗差作為該參數影響因子的系數，并以實際工況與穩定運行基準工況的耗差作為因變量，建立18個方程，最終解得18個參數影響因子；

步驟（4）：對18個參數影響因子進行排序，得到變負荷過程中對煤耗水平影響較大的參數

步驟（5）：根據步驟（4）獲得的對對煤耗水平影響較大的參數，為熱電廠發電機組變負荷運行中的變負荷速率、變負荷幅度和穩定段時間的確定提供指導依據，達到降低熱電廠變負荷運行中發電煤耗的目的，既完成發電機組的變負荷要求，同時也節省煤資源。

本發明中，所述步驟（2）中運用聚類方法得到1個運行最佳工況的具體過程如下：

S2-1、從電廠DCS系統中讀取至少半年的運行數據；

S2-2、從海量的運行數據中選出1個樣本作為初始聚類中心，該樣本的煤耗最低；

S2-3、用選出的樣本作為初始聚類中心；

S2-4、取一樣本，計算其到初始聚類中心的距離d_ij，并把樣本歸到離它最近的那個聚類中心所在的類，同時計算新類的樣本均值，將樣本均值作為新的聚類中心；

原始數據矩陣：

X代表有n個樣本，而每個樣本有20個變量，該20個變量為同一工況下的飛灰含碳量、爐膛出口煙氣含O₂量、排煙溫度、主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度、給水溫度、高溫加熱器端差、過熱器減溫水、再熱減溫水、補給水率、凝汽器真空、凝結水過冷度、循環冷卻水溫、煤質特性、空預器漏風量、汽輪機內效率、廠用電率、煤耗率、功率；