[發明專利]多臺常規發電機組系統消耗燃料最少的有功功率分配方法

有效

• 申請號: 201410077794.1
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103887826A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 舒軍;田軍;劉征宇;劉靜波;吳建東;唐健
• 申請（專利權）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 張新

技術領域

本發明屬于多臺常規發電機組（以柴油、汽油、天然氣、沼氣等作為燃料）的發電系統技術領域，更為具體地講，涉及多臺常規發電機組系統消耗燃料最少的有功功率分配方法。

背景技術

以柴油、汽油、天然氣、沼氣等能源作為燃料的柴油發電機組、微型燃氣輪機機組、沼氣發電機組等常規發電機組在國民經濟的許多部門和社會生活的很多方面已有著廣泛的用途，尤其在市電電力網還未到達或供電保障不太可靠的偏遠地區、海島，基本上都采用多臺常規發電機組作為主力發電機組進行發電，解決用電需求。然而，由于地處偏遠，常規發電機組所用燃料運輸成本昂貴，導致發電系統發電的燃料成本很高，節約常規發電機組消耗的燃料將會帶來可觀的經濟效益。

目前，多臺常規發電機組聯合發電采用的有功功率分配方法主要有三種：①根據所有常規發電機組的頻率-功率特性曲線，完成功率分配的方式；②按功率均分或比例分配的方式；③設一臺調頻機組，其他機組采用固定功率控制的方式。上述方式都能控制發電系統發電滿足用電負荷需求，然而，不同的常規發電機組具備不同的輸出功率-燃料消耗特性，在燃料成本很高的情況下，考慮不同機組的輸出功率-燃料消耗特性，確保在滿足當地用電負荷需求的情況下，發電系統總的燃料消耗最少的有功功率分配方法就顯得尤為必要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多臺常規發電機組系統消耗燃料最少的有功功率分配方法，可以根據不同常規發電機組的輸出功率-燃料消耗特性曲線，對含有多臺常規發電機組的發電系統進行統一控制，在滿足用電負荷需求情況下，確保發電系統總的燃料消耗最少的有功功率分配方法。

為實現上述發明目的，本發明的技術方案如下：

多臺常規發電機組系統消耗燃料最少的有功功率分配方法，其特征在于：

首先，根據發電機組不同輸出功率下的燃料消耗擬合得到輸出功率-燃料消耗特性曲線，將發電機組輸出功率????????????????????????????????????????????????與所消耗的燃料之間的關系擬合為：

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式中：

為空載時每小時的油耗，簡稱空載油耗，單位為、或；

為燃料-功率曲線的斜率，單位為、或；

第二，在包含臺發電機組的發電系統中，每臺發電機組有發電與停機兩種狀態，除去全停狀態，共有種有效發電配置狀態。采用其中一種由臺發電機組進行發電的發電配置狀態給負荷需求功率進行供電，其中；臺發電機組中，斜率下標對應于燃料-功率曲線的斜率逐步增大，即第1臺發電機組的斜率最小，第臺發電機組的斜率最大，依次的斜率大小為：，對應的發電機組的額定功率為，對應的發電機組的最小運行功率為，其中，記第m臺發電機組工作于最小運行功率與額定功率之間；其中，R為Rated?Power的縮寫，表示額定功率；

或者，當負荷需求功率大于或者等于臺發電機組的最小運行功率之和，即時，臺發電機組分配的功率為其最小運行功率，Z為發電機組的編號下標，其范圍為；

或者，那么，當時，在該發電配置下，滿足負荷需求功率的燃料消耗最少的有功功率分配方法為：先分配臺發電機組的有功功率為各自的最小運行功率，對于負荷需求功率中尚未滿足的部分，優先分配到輸出功率-燃料消耗特性曲線斜率最小的發電機組直到額定功率，再對斜率次小的機組分配功率到額定功率，依此類推直到所有發電機組都分配到各自的額定功率；

B、遍歷種有效發電配置狀態，當該發電配置狀態所對應的臺發電機組的總額定功率不能滿足負荷需求功率時，則跳過該組配置，并遍歷下一組；反之，則對臺發電機組采用步驟A中的燃料消耗最少的有功功率分配方法進行有功功率分配，求得并記錄該組發電配置狀態所對應的總的燃料消耗成本，并遍歷下一組;

C、從B中記錄的滿足負荷需求功率的所用發電配置狀態中，篩選得到總的燃料消耗成本最低的那組發電機組，便得到在滿足當地用電負荷需求的情況下，發電系統總的燃料消耗最少的有功功率分配結果。

所述發電機組處于如下三種狀態中的任意一種狀態：（1）發電機組發電時所要求的最小運行功率狀態；（2）額定功率狀態；（3）用于滿足負荷需求功率與狀態（1）與狀態（2）下的發電機組總功率間的差值的狀態，其功率數值介于最小運行功率與額定功率之間，并約定系統中只有一臺發電機組處于該狀態下。

當所述輸出功率-燃料消耗特性曲線擬合為線性曲線時，線性曲線的斜率最小的對應于燃料效率最高的發電機組。