[發明專利]一種熱電聯產供熱機組熱電負荷優化方法

有效

• 申請號: 202110673852.7
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113250768B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 陳超;裴彬;宮玉柱;薛菲;鄢烈祥;周力;劉立柱;彭愿
• 申請（專利權）人: 漢谷云智（武漢）科技有限公司
• 主分類號: F01K11/02
• 分類號: 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: 武漢知伯樂知識產權代理有限公司 42282
• 代理人: 胡江

本發明公開了一種熱電聯產供熱機組熱電負荷優化方法，包括基于OPC接口標準實時采集熱電機組的運行數據；數據預處理；建立汽輪機特性方程特性模型，并應用統計回歸方法求解得到特性系數；建立優化模型；以“汽輪機進汽流量”為衡量機組運行狀態的標準，用滑動窗口法，對機組運行數據按照時間序列進行穩態分析，判斷機組運行狀態：運用列隊競爭算法進行優化計算；基于OPC接口，將列隊競爭算法優化計算得到的優化方案，實時寫入DCS系統中，實現對機組運行的閉環優化；本發明還公開對應裝置及存儲介質；可實時、快速和精準的得到優化的熱、電分配方案，實現對機組運行的閉環優化；無需改造設備，降低成本，優化效益高，安全穩定。

技術領域

本發明的實施例屬于熱電廠生產過程優化領域，更具體地，涉及一種熱電聯產供熱機組熱電負荷優化方法。

背景技術

現有的熱電聯產機組負荷分配方法一般有以下兩種：其一是根據現場操作人員的經驗對熱、電負荷分配進行測算，然后根據測算的結果對汽輪機組進行操作，再根據實際運行情況進行校核調整，反復迭代，該方法需要消耗大量的人力，且因沒有考慮汽輪機運行的特性方程，所以負荷分配方案存在較大的隨機性，因此，該方法存在較大的局限性。其二是運用線性規劃技術的負荷分配方法。該方法以汽輪機組總進汽量為目標，以各汽輪機進汽量、抽汽量和發電量為優化變量，通過機輪機組歷史運行數據，建立形如“進汽量 = a1*抽汽量 + a2*發電量”的特性方程，然后給定各優化變量的上下限約束，通過線性規劃進行計算，得到各汽輪機的進汽量和抽汽量，從而指導汽輪機操作。該方法較前文所述的第一種方法，有了很大的提升，其考慮了汽輪機特性方程，并運用線性規劃進行計算，計算結果的準確性得到明顯的提高，優化空間也能夠得到很大的體現，但其仍然存在一些問題，首先，由于用電負荷的波動較大，而且線性規劃是屬于卡邊操作，計算得到的優化參數（變量）也是波動較大的，而優化參數瞬間跳躍會對機組設備造成一定的損壞，其次，該方法的約束條件考慮得不夠全面，沒有考慮汽輪機進汽壓力約束、抽汽發電約束等，這樣會造成有些優化的結果在實際運行中無法操作到。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供一種熱電聯產供熱機組熱電負荷優化方法，是為解決熱電聯產機組熱負荷和電負荷難以合理分配的問題，該方法能夠實時、快速和精準的計算得到最佳的熱、電分配方案。

一種熱電聯產供熱機組熱電負荷優化方法，包括如下步驟:

步驟1：基于OPC接口標準實時采集熱電機組的運行數據；

步驟2：通過剔除異常值、穩態分析及相關性分析進行數據預處理；，剔除異常和非穩態的數據，以提高建模的精確度；

步驟3：分析汽輪機進汽量D與發電量W、抽汽量E的關系，建立汽輪機特性方程特性模型，并應用統計回歸方法求解得到特性系數；

步驟4：在滿足供熱蒸汽量、用電需求的前提下，以產汽、買電和賣電的綜合成本最小為優化目標，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、汽輪機進 汽壓力約束、參數上下限約束，建立優化模型；

步驟5：以“汽輪機進汽流量”為衡量機組運行狀態的標準，用滑動窗口法，對機組當前運行數據按照時間序列進行穩態分析，若當前機組非穩態運行，則不進行優化，若當前機組穩態運行，則進行優化計算；

步驟6：運用列隊競爭算法進行優化計算；

步驟7：基于OPC接口，將列隊競爭算法優化計算得到的優化方案，實時寫入DCS系統中，實現對機組運行的閉環優化。

進一步的，所述步驟1中運行數據包括各鍋爐主汽流量、各鍋爐主汽壓力、各汽輪機進汽流量、各汽輪機進汽壓力、各汽輪機抽汽流量、各發電機發電量、各電網買賣電量、各電網用電量、供熱蒸汽需量。

進一步的，所述步驟2中剔除異常值的方法為：刪除鍋爐系統運行數據中的NAN空數據、數值為0及違反常理的異常值的數據。