[发明专利]考虑CHP机组快速爬坡能力约束的电热耦合系统动态优化调度方法

权利要求书

1.考虑CHP机组快速爬坡能力约束的电热耦合系统动态优化调度方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：建立CHP机组快速爬坡能力约束模型；

步骤2：考虑CHP机组快速爬坡能力约束，构建电热耦合系统CEHS优化调度模型；

步骤3：设计CEHS双层动态优化调度策略，采用基于径向基函数的拟序贯法，求解内层CHP机组控制过程动态优化问题；采用动态自适应粒子群算法，生成外层系统调度稳态优化方案。

2.根据权利要求1所述考虑CHP机组快速爬坡能力约束的电热耦合系统动态优化调度方法，其特征在于：所述步骤1中，CHP机组快速爬坡能力约束模型包括：

CHP机组电热耦合动态关系的数学模型：

其中：r_m为实际进入磨煤机煤量，u_B为机组燃料量，t为控制时域时间变量，ε为制粉过程迟延时间；T_s为制粉惯性时间，r_B为锅炉燃烧率；C_b为锅炉蓄热系数，p_d为汽包压力，K₃为汽轮机增益静态参数，p_t为汽轮机前压力，u_T为汽轮机高压缸进汽调节阀开度，K₁为燃料增益静态参数；K₂为过热器阻力系数；T_t为汽轮机惯性时间，P_H为机组发电功率，K₄为高中压缸占汽轮机做功比例，K₅为低压缸增益静态参数，p_z为汽轮机供热抽汽压力，u_H为供热抽汽调节蝶阀开度；C_h为机组加热器蓄热系数，K₆为热网循环水的有效比热容，τ_H为机组循环水回水温度；m_H为供热抽汽流量，K₇为供热抽汽有效热量折合蒸汽流量系数，m_x为机组循环水流量；p₁为汽轮机一级压力；

快速爬坡能力优化控制算法模型：

分别设计汽轮机u_T(t)、锅炉u_B(t)和供热u_H(t)三个变量PID控制器，实现电功率准确跟踪、热功率快速恢复和系统运行安全稳定三个关键功能；

其中：K_PT为控制u_T(t)变量的比例系数，K_IT为控制u_T(t)变量的积分系数，K_DT为控制u_T(t)变量的微分系数；K_PB为控制u_B(t)变量的比例系数，K_IB为控制u_B(t)变量的积分系数，K_DB为控制u_B(t)变量的微分系数；K_PH为控制u_H(t)变量的比例系数，K_IH为控制u_H(t)变量的积分系数，K_DH为控制u_H(t)变量的微分系数；

控制优化周期内，为主蒸汽设定值，为机组发电功率设定值，为供热抽汽流量设定值；p_t(t)为主蒸汽压力控制过程当前值，P_H(t)为机组发电功率控制过程当前值，m_H(t)为供热抽汽流量控制过程当前值；

考虑到系统安全稳定，调节过程需考虑输出变量波动的影响，满足如式(4)路径约束；同时，各输出变量稳态值不能超出允许的误差范围，满足如式(5)终值约束；

其中：M_pt为主蒸汽压力的波动范围，M_PH为电功率的波动范围，M_mH为抽汽蒸汽流量的波动范围；

其中：δ_pt为主蒸汽压力的误差范围，δ_PH为电功率的误差范围，δ_mH为抽汽流量的误差范围；p_t(t_e)为主蒸汽压力控制过程终值，P_H(t_e)为机组发电功率控制过程终值，m_H(t_e)为供热抽汽流量控制过程终值；

热力系统热波动模型：

抽汽蒸汽流量波动引起的热量变化对热负荷需求的影响，按如下方法计算：

Q_Load＝m_L·c_w·(τ_out-τ_in) (6)；

其中：Q_Load为热负荷需求，m_L为热网循环水流量，c_w为水的比热容，τ_out热网送水温度，τ_in热网回水温度；

Q_H,equ＝m_H,equ·Δh (7)；

其中：Q_H,equ为CHP机组热功率，Δh为供热抽汽焓降，m_H,equ为调节过程的平均等效流量；

其中：t₀和t_e分别为机组优化控制的起始和终止时间点，m_H(t)为供热抽汽流量控制过程值；

其中：C_sys为供热区域热容，τ_indoor为供热区域温度，dτ_indoor/dt为温度变化速率。