[發(fā)明專利]一種熱電聯(lián)產(chǎn)供熱機(jī)組熱電負(fù)荷優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110673852.7
• 申請(qǐng)日: 2021-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN113250768B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳超;裴彬;宮玉柱;薛菲;鄢烈祥;周力;劉立柱;彭愿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 漢谷云智（武漢）科技有限公司
• 主分類號(hào): F01K11/02
• 分類號(hào): F01K11/02;F01K17/02;F01D13/02;F01D15/10;F01D21/00;F01D25/00;F24D19/10;G06N3/00;G06Q10/04;G06Q50/06;H02J3/06
• 代理公司: 武漢知伯樂(lè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42282
• 代理人: 胡江

1.一種熱電聯(lián)產(chǎn)供熱機(jī)組熱電負(fù)荷優(yōu)化方法，其特征在于包括如下步驟:

步驟1：基于OPC接口標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)采集熱電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)；

步驟2：通過(guò)剔除異常值、穩(wěn)態(tài)分析及相關(guān)性分析進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，剔除異常和非穩(wěn)態(tài)的數(shù)據(jù)，以提高建模的精確度；

步驟3：分析汽輪機(jī)進(jìn)汽量D與發(fā)電量W、抽汽量E的關(guān)系，建立汽輪機(jī)特性方程特性模型，并應(yīng)用統(tǒng)計(jì)回歸方法求解得到特性系數(shù)；

步驟4：在滿足供熱蒸汽量、用電需求的前提下，以產(chǎn)汽、買電和賣電的綜合成本最小為優(yōu)化目標(biāo)，并考慮特性方程約束、熱電供需平衡約束、供熱需求約束、抽汽約束、買賣電約束、汽輪機(jī)進(jìn) 汽壓力約束、參數(shù)上下限約束，建立優(yōu)化模型；

步驟5：以“汽輪機(jī)進(jìn)汽流量”為衡量機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)，用滑動(dòng)窗口法，對(duì)機(jī)組當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)按照時(shí)間序列進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析，若當(dāng)前機(jī)組非穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，則不進(jìn)行優(yōu)化，若當(dāng)前機(jī)組穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，則進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算；

步驟6：運(yùn)用列隊(duì)競(jìng)爭(zhēng)算法進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算；

步驟7：基于OPC接口，將列隊(duì)競(jìng)爭(zhēng)算法優(yōu)化計(jì)算得到的優(yōu)化方案，實(shí)時(shí)寫入DCS系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組運(yùn)行的閉環(huán)優(yōu)化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電聯(lián)產(chǎn)供熱機(jī)組熱電負(fù)荷優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟1中運(yùn)行數(shù)據(jù)包括各鍋爐主汽流量、各鍋爐主汽壓力、各汽輪機(jī)進(jìn)汽流量、各汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力、各汽輪機(jī)抽汽流量、各發(fā)電機(jī)發(fā)電量、各電網(wǎng)買賣電量、各電網(wǎng)用電量、供熱蒸汽需量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電聯(lián)產(chǎn)供熱機(jī)組熱電負(fù)荷優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟2中剔除異常值的方法為：刪除鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)中的NAN空數(shù)據(jù)、數(shù)值為0及違反常理的異常值的數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電聯(lián)產(chǎn)供熱機(jī)組熱電負(fù)荷優(yōu)化方法，其特征在于: 所述步驟2中穩(wěn)態(tài)分析的方法為：以“鍋爐主蒸汽流量”為衡量鍋爐運(yùn)行狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)，用滑動(dòng)窗口法，對(duì)鍋爐運(yùn)行數(shù)據(jù)按照時(shí)間序列進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析，從數(shù)據(jù)的開始時(shí)間位置往后取一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行數(shù)據(jù)作為一個(gè)窗口，計(jì)算窗口內(nèi)數(shù)據(jù)的波動(dòng)情況，若“鍋爐主蒸汽流量”波動(dòng)較大，則認(rèn)為窗口內(nèi)數(shù)據(jù)處于非穩(wěn)態(tài)，不保留數(shù)據(jù)；否則數(shù)據(jù)處于穩(wěn)態(tài)，保留數(shù)據(jù)；以此流程從開始時(shí)間點(diǎn)滑動(dòng)到結(jié)束時(shí)間點(diǎn)，得到所有的鍋爐穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，

計(jì)算公式如下：

式中：δ表示窗口內(nèi)鍋爐主蒸汽流量的標(biāo)準(zhǔn)差；t表示開始時(shí)間；N表示滑動(dòng)窗口的寬度； 表示從t到t+N-1之間鍋爐主蒸汽流量的均值；x_t表示第t個(gè)鍋爐主蒸汽流量的值；λ為主蒸汽流量波動(dòng)范圍。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱電聯(lián)產(chǎn)供熱機(jī)組熱電負(fù)荷優(yōu)化方法，其特征在于: 所述步驟2中相關(guān)性分析的方法為：運(yùn)用相關(guān)系數(shù)法對(duì)各操作變量與鍋爐效率進(jìn)行相關(guān)性分析，并按相關(guān)性強(qiáng)弱進(jìn)行排序，保留相關(guān)性強(qiáng)的主要操作變量；相關(guān)系數(shù)是反應(yīng)變量之間關(guān)系密切程度的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，相關(guān)系數(shù)的取值區(qū)間在1到-1之間；1表示兩個(gè)變量完全線性相關(guān)，-1表示兩個(gè)變量完全負(fù)相關(guān)，0表示兩個(gè)變量不相關(guān),數(shù)據(jù)越趨近于0表示相關(guān)關(guān)系越弱,以下是相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式：

其中r_xy表示樣本相關(guān)系數(shù)，Sxy表示樣本協(xié)方差，Sx表示X的樣本標(biāo)準(zhǔn)差，Sy表示Y的樣本標(biāo)準(zhǔn)差；下面分別是Sxy協(xié)方差和Sx和Sy標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算公式；由于是樣本協(xié)方差和樣本標(biāo)準(zhǔn)差，因此分母使用的是n-1；

Sxy樣本協(xié)方差計(jì)算公式：

Sx樣本標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算公式：

Sy樣本標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算公式：

。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電聯(lián)產(chǎn)供熱機(jī)組熱電負(fù)荷優(yōu)化方法，其特征在于: 所述步驟3中汽輪機(jī)特性方程建模的方法為：

分析汽輪機(jī)進(jìn)汽量D與發(fā)電量W、抽汽量E的關(guān)系，建立汽輪機(jī)組的特性模型為：

汽輪機(jī)組的特性模型如公式所示：

D=a+b×W +c×E

其中，a、b、c為特性系數(shù)，用于反映汽輪機(jī)效率；基于汽輪機(jī)組準(zhǔn)確原始數(shù)據(jù)中汽輪機(jī)進(jìn)汽量D與發(fā)電量W、抽汽量E數(shù)據(jù)，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)回歸方法求解得到特性系數(shù)。