[發明專利]一種光煤互補系統變工況的發電功率尋優控制方法

有效

• 申請號: 202010102027.7
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111306820B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 嚴卉;種道彤;李昕;劉明;嚴俊杰
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F24S50/00
• 分類號: F24S50/00;F24S20/40;F22D5/26;F22B1/00;F03G6/06
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種光煤互補系統變工況的發電功率尋優控制方法，以主蒸汽量不變條件下發電功率的最大化作為光煤互補系統變工況運行控制的目標，通過調整光煤互補回路的光煤流量分配比來調節太陽能集熱系統加熱的水流量，從而實現控制目標；控制步驟包括讀取相關信息，計算太陽能集熱系統可加熱水流量的范圍和可運行的光煤流量分配比范圍，在該范圍內建立發電功率與光煤流量分配比的對應關系，選擇發電功率最大對應的光煤流量分配比，調節進入太陽能集熱系統的加熱的水流量至優化的水流量；本發明能靈活控制太陽能與燃煤發電的耦合，提高光煤互補系統變工況條件下的經濟性；本發明操作簡單，易于實現，成本低。

技術領域

本發明涉及多能源互補發電系統運行控制領域，具體涉及一種光煤互補系統變工況的發電功率尋優控制方法。

背景技術

我國電力結構長期以燃煤發電為主，所帶來的環境污染和資源短缺問題日益嚴重，仍使用傳統的燃煤發電面臨嚴峻考驗。可再生能源的利用受到廣泛關注，太陽能作為可再生能源技術的首要發展方向之一已受到越來越多的重視。然而太陽能時變性強，我國電網靈活性不足，可能造成太陽能發電消納困難的問題。將太陽能與燃煤發電互補一方面可利用燃煤電站調整范圍大的優點彌補太陽能的不穩定性和間性，節約單一太陽能熱發電的成本，另一方面可減少燃煤電站煤耗，節能減排。然而現有光煤互補系統大多存在控制困難的問題，多數控制方法未考慮如何在光照波動情況下仍然高效靈活運行，順利消納可再生能源，且操作復雜，同時現有技術難以滿足光煤互補系統在電負荷要求變化的條件下的高效靈活運行。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種光煤互補系統變工況的發電功率尋優控制方法，通過建立光煤互補系統變工況且不改變主蒸汽流量的條件下，光煤流量分配比與總發電功率的對應關系，調節光煤流量分配比，控制進入太陽能集熱系統的加熱的水流量，實現發電功率最大化的優化控制目標，提高光煤互補系統在變工況條件下的經濟性和靈活性。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種光煤互補系統變工況的發電功率尋優控制方法，以發電功率最優作為光煤互補系統變工況運行的控制目標，發電功率最優是指保證光煤互補系統汽輪機的主蒸汽流量和溫度不變、再熱蒸汽溫度不變的情況下，通過調整光煤互補回路的光煤流量分配比來調節進入太陽能集熱系統加熱的水流量，而能達到的汽輪機的最大輸出功率；

發電功率的計算方法是利用式(1)計算太陽能集熱系統加熱和高壓加熱器加熱的水混合后的比焓，再利用式(2)，結合熱力系統變工況計算方法，計算出發電功率；

h_w(i-1),in＝α_TCS×h_s,out+(1-α_TCS)h_wi,out (1)

式中，h_w(i-1),in是通過太陽能集熱系統加熱和高壓加熱器加熱的水混合后的比焓，i＝1,2,…,n，kJ/kg；n為光煤互補系統回熱加熱器的總個數，回熱加熱器由高壓至低壓依次編號為1至n；α_TCS是光煤流量分配比；h_s,out是通過太陽能集熱系統加熱后的水的比焓，kJ/kg；h_wi,out是通過原有高壓加熱器加熱后的水的比焓，kJ/kg；