[發(fā)明專利]燃?xì)獬R界二氧化碳循環(huán)變負(fù)荷多目標(biāo)優(yōu)化方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211428168.3
• 申請(qǐng)日: 2022-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115903492A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹越;李博;司風(fēng)琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 北京德崇智捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 郝雅潔

本發(fā)明涉及一種燃?xì)獬R界二氧化碳循環(huán)變負(fù)荷多目標(biāo)優(yōu)化方法及裝置，根據(jù)AGC指令對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的燃?xì)馔钙健⒂扇細(xì)馔钙接酂狎?qū)動(dòng)的超臨界透平和跨臨界透平的負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化分配，包括：接到當(dāng)前AGC指令；根據(jù)當(dāng)前AGC指令，以快速性和環(huán)保性為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行一次分配，獲得各透平的第一設(shè)定負(fù)荷，判斷達(dá)到各自第一設(shè)定負(fù)荷所需時(shí)間的最大值Tsubgt;max/subgt;與相鄰兩次AGC指令之間的時(shí)間T，若Tsubgt;max/subgt;≥T,按照第一設(shè)定負(fù)荷對(duì)各透平負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，若Tsubgt;max/subgt;＜T，進(jìn)入二次分配階段；二次分配，根據(jù)第一設(shè)定負(fù)荷，以經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行二次分配，獲得各透平的第二設(shè)定負(fù)荷，按照第二設(shè)定負(fù)荷對(duì)各透平負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到負(fù)荷分配環(huán)保性快速性經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)化目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)電系統(tǒng)快速變負(fù)荷多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種燃?xì)獬R界二氧化碳循環(huán)變負(fù)荷多目標(biāo)優(yōu)化方法及裝置。

背景技術(shù)

以風(fēng)電為代表的可再生能源并網(wǎng)之后對(duì)機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)的靈活性以及快速性提出了更高的要求。燃?xì)獬R界CO₂熱力循環(huán)機(jī)組在消納可再生能源電量的靈活性和快速性方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，其快速變負(fù)荷運(yùn)行能力有利于大規(guī)模快速消納可再生能源電量。

在燃?xì)獬R界CO₂熱力循環(huán)機(jī)組快速變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，不僅要求提升變負(fù)荷全過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性與安全性，還要求快速響應(yīng)負(fù)荷指令變化，實(shí)現(xiàn)高效供給與快速消納的協(xié)同，因此存在負(fù)荷指令在燃?xì)廨啓C(jī)、超臨界(s-CO₂)透平和跨臨界(t-CO₂)透平間的分配問(wèn)題。并且隨著并網(wǎng)可再生能源電量的大規(guī)模消納，燃?xì)獬R界CO₂熱力循環(huán)快速變負(fù)荷運(yùn)行將成為常態(tài)，其調(diào)峰能力的提升需在安全運(yùn)行邊界內(nèi)全面兼顧經(jīng)濟(jì)性和碳排放。因此在循環(huán)多變量解耦和多源干擾抑制的控制思想中，應(yīng)有機(jī)結(jié)合負(fù)荷被控量參考值的多目標(biāo)協(xié)同控制。

由于機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和快速性指標(biāo)并不是成正相關(guān)關(guān)系，各個(gè)指標(biāo)各自達(dá)到最優(yōu)時(shí)對(duì)應(yīng)的負(fù)荷通常不一致。一般發(fā)電裝置負(fù)荷越大，機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性越優(yōu)，而此時(shí)該裝置的環(huán)保性不一定最優(yōu)，快速性指標(biāo)與發(fā)電裝置負(fù)荷升降速率有關(guān)，經(jīng)濟(jì)性能最好的發(fā)電裝置的響應(yīng)負(fù)荷能力不一定最好，廠級(jí)節(jié)能調(diào)度過(guò)程中考慮的指標(biāo)不止一個(gè)時(shí)稱為多目標(biāo)廠級(jí)節(jié)能調(diào)度。現(xiàn)有的調(diào)控方法無(wú)法在多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)節(jié)過(guò)程中，通常采用建立一個(gè)統(tǒng)一的多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)進(jìn)行一次性符合優(yōu)化調(diào)節(jié)，通過(guò)選擇合適的算法和對(duì)算法進(jìn)行優(yōu)化雖然能獲得相應(yīng)的優(yōu)化分配結(jié)果，但是由于各目標(biāo)之間非線性變化關(guān)系導(dǎo)致協(xié)同控制優(yōu)化結(jié)果不夠精細(xì)且存在時(shí)間控制尺度較大，無(wú)法較好的實(shí)現(xiàn)負(fù)荷變動(dòng)快速化的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種燃?xì)獬R界二氧化碳循環(huán)變負(fù)荷多目標(biāo)優(yōu)化方法及裝置，實(shí)現(xiàn)機(jī)組在快速變負(fù)荷運(yùn)行條件下的燃?xì)馔钙健⒊R界透平和跨臨界透平的負(fù)荷分配的快速性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性優(yōu)化。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N燃?xì)獬R界二氧化碳循環(huán)系統(tǒng)快速變負(fù)荷多目標(biāo)優(yōu)化方法，根據(jù)AGC指令對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的燃?xì)馔钙健⒂伤鋈細(xì)馔钙接酂狎?qū)動(dòng)的超臨界透平和跨臨界透平的負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化分配，包括：

接到當(dāng)前AGC指令；

一次分配階段，根據(jù)當(dāng)前AGC指令，以快速性和環(huán)保性為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行一次分配，獲得各透平的第一設(shè)定負(fù)荷，并計(jì)算各透平達(dá)到各自第一設(shè)定負(fù)荷所需的時(shí)間，判斷達(dá)到各自第一設(shè)定負(fù)荷所需時(shí)間的最大值T_max，判斷T_max與相鄰兩次AGC指令之間接收周期T的大小，若T_max＞T,按照第一設(shè)定負(fù)荷對(duì)各透平負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，若T_max＜T，進(jìn)入二次分配階段；

二次分配階段，根據(jù)第一設(shè)定負(fù)荷，以經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行二次分配，獲得各透平的第二設(shè)定負(fù)荷，按照第二設(shè)定負(fù)荷對(duì)各透平負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步技術(shù)方案為：