[发明专利]基于多种约束规则的火电厂厂级负荷优化分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及节能技术领域，特别是一种基于多种约束规则的火电厂厂级负荷优化分配方法。

背景技术

目前，火力发电机组占全国装机总容量的70％以上，对不可再生的煤炭资源消耗巨大，因此，深入研究火电机组的节能降耗，对国民经济的可持续发展具有重要意义。厂级负荷优化分配就是节能降耗的一项重要措施。通过对全厂机组的负荷进行优化分配，在满足电网负荷要求和机组出力限制的条件下，实现综合供电成本最小。此外，合理的负荷优化分配还能减轻电网频繁波动给机组主辅设备带来的损害，提高电厂的安全生产管理水平。因此，负荷优化分配技术具有广阔的应用前景，参见[1]马传利，张树成，崔巨擘，等.大型火电机组优化运行技术的研究[J].动力工程，2002，22(4)：1875-1878。

厂级负荷优化分配问题是一种带有约束条件的高维、非线性优化问题，其解法归纳起来，可分为三种类型：传统优化方法、随机化方法、数学优化方法。传统优化方法如等微增率法，虽简单易行，但要求机组的煤耗特性曲线连续上凹且无拐点，实际的煤耗特性曲线很难满足；随机化方法包括遗传方法、模拟退火、禁忌搜索等，在工程应用中不易实现；数学优化方法如动态规划法等，对煤耗特性曲线无要求、结果精准，但计算工作量大、实时性差。随着计算机硬件水平的提升，动态规划法的缺点将得以弥补。

目前大多数实施负荷优化分配技术的火电厂采用了动态规划法。但是他们的方法中却很少考虑火电机组的速率约束、多种经济性约束规则，参见[2]郭斌，康松.火电厂各机组间负荷调度实时优化自动控制系统的研究.发电设备，2001，26(6)：26-30.[2]，或者只考虑了一些经济性约束规则，没有考虑变负荷的速率约束，参见[3]沈丛奇，归一数，方炯.火电厂全厂负荷优化分配及其控制方式的研究.华东电力，2005，33(3)：18-22.[3]，从而造成方法的实用价值不高。因此，设计出一套满足经济性、快速性指标，综合考虑多种经济性约束规则的负荷优化分配方法，是火电厂节能降耗需要迫切解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多种约束规则的火电厂厂级负荷优化分配方法。本发明是建立在厂级监督信息管理系统(SIS)之上的基于多种约束规则的厂级负荷优化分配方法。技术方案如下：

一种基于多种约束规则的火电厂厂级负荷优化分配方法，其步骤如下：

1)建立可组态的输入参数表；

2)建立煤耗特性曲线；

3)进行负荷趋势预测；

4)保证安全性约束规则；

5)实现快速性约束规则；

6)优化经济性约束规则；

7)多约束条件下的动态规划方法实现。

针对目前火电厂厂级负荷优化分配的研究和使用现状，我们设计了一种综合考虑安全、经济、快速性约束的动态规划负荷优化分配方法。此方法包括以下几个方面的内容：

1)建立可组态的输入参数表；包括如下：

负荷优化分配的参数输入包括三方面的内容，并且这三方面的内容均可组态：

(1)输入/输出信号

包括RB(锅炉辅机故障快速减负荷)、RD(机组负荷指令迫降)、RU(机组负荷指令迫升)、BI(负荷指令闭锁增)、BD(负荷指令闭锁减)，变负荷速率、实际负荷值、实际负荷指令值、AGC(自动发电控制)指令值，主蒸汽压力，发电煤耗、供电煤耗，全厂总负荷指令、全厂最大允许总负荷、全厂最小允许总负荷、全厂AGC指令请求等；

(2)厂级组态参数表

包括机组台数、变负荷间隔、煤耗加权系数、日负荷预测加权系数等

(3)机组级组态参数表

变负荷上限、变负荷下限、机组稳定的负荷允许变化值、额定负荷对应磨台数等参数。

机组的输入参数表可以组态，使此功能模块的可维护性大大增强。

2)建立煤耗特性曲线如下；

采用统计方法计算煤耗特性曲线。计算步骤如下：

■对机组的可变负荷范围进行划分：

n₀＝(N_max-N_min)/N_h

其中，N_max、N_min、N_h分别为机组最大、最小允许负荷和变负荷间距。n₀为机组可能运行的负荷工作点数；

■计算t₀分钟内主要运行参数(主蒸汽压力等)的方差值，看其是否满足稳定条件；