CN101763106B - 一种火力发电机组运行优化管理控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种火力发电机组运行优化管理控制系统及方法，所述控制系统包括数据采集模块；数据有效性校核模块，与所述数据采集模块相连，将数据采集模块采集到的发电现场火力发电机组实时运行工况信息的原始值进行有效性校核，从而得到实时运行工况信息的有效值；数据存储模块，与所述数据有效性校核模块相连，用于保存发电现场火力发电机组实时运行工况信息的有效值；故障分析模块，与所述数据存储模块相连；报警及显示模块，与所述数据存储模块和所述故障分析模块相连。本发明的优点在于：能够有效地对发电现场的火力发电机组进行远程监控和管理，既能降低人力成本、减少或避免现场维护的次数、节省维护费用和故障处理时间、并且安全而又可靠。
Description
技术领域
本发明涉及火力发电控制领域，特别是涉及一种火力发电机组运行优化管理控制系统及方法。
背景技术
在火力发电系统中，非常重要的一个步骤就是对处于发电现场的火力发电机组进行实时管理和监控，操作人员在对火力发电机组进行管理和监控的过程中，不仅需要让每台处于发电现场的火力发电机组都能够处于正常的工作状态，最好还能让每台处于发电现场的火力发电机组以其最佳的运行状态工作，这样做的目的不仅能提高每台火力发电机组的使用寿命，还能大大降低每台火力发电机组的耗能。
但是，由于处于发电现场的火力发电机组周围的外部环境一般比较复杂，温度和辐射都较高，传统的现场人工维护管理方式已经不再适应。为了随时随地了解处于发电现场的火力发电机组的运行状态，完成可能需要的维护管理任务，提升火力发电机组故障处理响应速度，迫切需要一种既能降低人力成本、减少或避免现场维护的次数、节省维护费用和故障处理时间、并且安全而又可靠的火力发电机组运行优化管理控制系统及其解决方法。而现有技术中，还没有这种解决方案。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种火力发电机组运行优化管理控制系统，该系统能够有效地对发电现场的火力发电机组进行远程监控和管理。
本发明进一步所要解决的技术问题是提供一种上述火力发电机组运行优化管理控制系统的控制方法。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该火力发电机组运行优化管理控制系统，用于对处于发电现场的火力发电机组进行运行优化管理，其特征在于：包括
数据采集模块，用于采集发电现场的火力发电机组实时运行工况信息的原始值；
数据有效性校核模块，与所述数据采集模块相连，将数据采集模块采集到的发电现场火力发电机组实时运行工况信息的原始值进行有效性校核，将实时运行工况信息的原始值中可信度和关联度差的数据剔除，从而得到实时运行工况信息的有效值；
数据存储模块，与所述数据有效性校核模块相连，用于保存发电现场火力发电机组实时运行工况信息的有效值；
故障分析模块，与所述数据存储模块相连，根据发电现场火力发电机组实时运行工况信息的有效值判断发电现场的火力发电机组是否处于正常工作状态；
报警及显示模块，与所述数据存储模块和所述故障分析模块相连，用于实时显示发电现场火力发电机组实时运行工况信息的有效值，并且根据故障分析模块的分析结果，当发电现场的火力发电机组处于非正常工作状态时，发出及显示报警信息。
作为改进，所述火力发电机组运行优化管理控制系统还可以包括远程操作控制模块，通过网络与发电现场的火力发电机组相连，用于将控制火力发电机组运行参数的配置信息通过网络发送给发电现场的火力发电机组，并控制发电现场的火力发电机组的运行。
上述网络为以下网络之一或其组合：因特网、光纤环网、局域网、电话网络、移动通信网络、卫星网络。
所述火力发电机组运行优化管理控制系统还可以包括指标考核模块，该指标考核模块的第一输入端与所述远程控制操作模块相连，该指标考核模块的第二输入端与所述数据存储模块相连，该指标考核模块的输出端与所述报警及显示模块相连。
所述控制火力发电机组运行参数的配置信息包括供电煤耗、排烟温度、主再热汽温、氧量、主汽压力、给水温度、凝汽器真空、厂用电率之一或其组合。
所述火力发电机组运行优化管理控制系统还可以包括实时运行工况信息曲线制作模块，该实时运行工况信息曲线制作模块的输入端与所述数据存储模块相连，该实时运行工况信息曲线制作模块的输出端与所述报警及显示模块相连，用于将发电现场的火力发电机组有效的实时运行工况信息制作成直观的曲线图，并通过报警及显示模块显示出来。
所述数据有效性校核模块通过以下方法进行校对：
将每个实时运行工况信息的原始值均按照平方根和为最小的方式对热量平衡方程和质量平衡方程求解，求解后的值即为实时运行工况信息的有效值。
所述实时运行工况信息包括负荷、燃料热值、燃料灰份、燃料水分、环境温度、环境湿度、主再热汽温度、主再汽压力、排烟温度、氧量之一或其组合。
本发明解决上述进一步技术问题所采用的技术方案为：该火力发电机组运行优化管理系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、数据采集模块采集发电现场的火力发电机组原始的实时运行工况信息；
步骤二、数据有效性校核模块将数据采集模块采集到的发电现场火力发电机组实时运行工况信息的原始值进行有效性校核，将实时运行工况信息的原始值中可信度和关联度差的数据剔除，从而得到实时运行工况信息的有效值；
步骤三、数据存储模块将数据有效性校核模块得到实时运行工况信息的有效值进行保存；
步骤四、故障分析模块根据发电现场火力发电机组实时运行工况信息的有效值判断发电现场的火力发电机组是否处于正常工作状态；
步骤五、报警及显示模块实时显示发电现场火力发电机组实时运行工况信息的有效值，并且根据故障分析模块的分析结果，当发电现场的火力发电机组处于非正常工作状态时，发出并显示报警信息。
所述步骤二中数据有效性校核模块通过以下法进行校对：
将每个实时运行工况信息的原始值均按照平方根和为最小的方式对热量平衡方程和质量平衡方程求解，求解后的值即为实时运行工况信息的有效值。
当所述火力发电机组运行优化管理系统还包括远程操作控制模块时，该远程操作控制模块可以通过网络与发电现场的火力发电机组相连，该远程操作控制模块将控制火力发电机组运行参数的配置信息通过网络发送给发电现场的火力发电机组，并控制发电现场的火力发电机组的运行。
同样的，上述网络为以下网络之一或其组合：因特网、光纤环网、局域网、电话网络、移动通信网络、卫星网络。
当所述火力发电机组运行优化管理系统还包括指标考核模块时，所述指标考核模块通过以下方法进行处理：
步骤1、根据发电现场的火力发电机组当当前的负荷、外部环境参数设定火力发电机组的理想运行参数，作为火力发电机组的运行工况信息的期望值，设定指标合格误差值；
步骤2、在所述远程控制操作模块输入控制火力发电机组运行参数的配置信息一段时间后，读取所述数据存储模块保存的发电现场火力发电机组实时运行工况信息的有效值；
步骤3、将步骤2中读取的发电现场火力发电机组实时运行工况信息的有效值与步骤1中设定的火力发电机组运行工况信息的期望值进行比较，如果两者的差值小于步骤1中设定的合格误差值，则本次在所述远程控制操作模块输入的控制火力发电机组运行参数的配置信息为合格的配置信息，否则为不合格的配置信息。
与现有技术相比，本发明的优点在于：能够有效地对发电现场的火力发电机组进行远程监控和管理，既能降低人力成本、减少或避免现场维护的次数、节省维护费用和故障处理时间、并且安全而又可靠。
附图说明
图1为本发明实施例中火力发电机组运行优化管理控制系统的结构框图；
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明首先提供了一种火力发电机组运行优化管理控制系统，参见图1所示，其包括数据采集模块1、数据有效性校核模块2、数据存储模块3、故障分析模块4、报警及显示模块5、远程操作控制模块6、指标考核模块7、实时运行工况信息曲线制作模块8。
其中，数据采集模块1与发电现场的火力发电机组相连，用于采集发电现场的火力发电机组实时运行工况信息的原始值，为了方便管理，数据采集模块1可以同时与多个发电现场的火力发电机组相连，例如一个火力发电厂，在使用本实施例的控制系统时，可以将该火力发电厂内所有的火力发电机组同时与一个数据采集模块进行连接，通过一个控制系统就可以同时控制所有的火力发电机组；而这里，火力发电机组实时运行工况信息包含的内容比较多，我们可以提取比较一些重要信息，如负荷、燃料热值、燃料灰份、燃料水分、环境温度、环境湿度、主再热汽温度、主再汽压力、排烟温度、氧量等约400个。
数据有效性校核模块2与所述数据采集模块1相连，将数据采集模块1采集到的发电现场火力发电机组实时运行工况信息的原始值进行有效性校核，将实时运行工况信息的原始值中可信度和关联度差的数据剔除，从而得到实时运行工况信息的有效值；并且，当数据采集模块1同时与多个发电现场的火力发电机组相连时，数据有效性校核模块2则对这些多个火力发电机组实时运行工况信息的原始值分别进行处理；由于数据采集模块1在数据采集过程中，数据采集模块1采集到的发电现场火力发电机组实时运行工况信息的原始值由于是随机分布的、数据之间并不平衡，并且还存在传输误差、环境影响等等情况，所以数据采集模块1采集到的发电现场火力发电机组实时运行工况信息的原始值并不都是可信的，设置数据有效性校核模块2的目的，就能有效得消除上述可能存在的偏差；
数据存储模块3，与所述数据有效性校核模块2相连，用于保存发电现场火力发电机组实时运行工况信息的有效值；同样的，当数据采集模块1同时与多个发电现场的火力发电机组相连时，数据存储模块3则是分别保存这些多个火力发电机组实时运行工况信息的有效值；
故障分析模块4，与所述数据存储模块3相连，该故障分析模块4根据发电现场火力发电机组实时运行工况信息的有效值判断发电现场的火力发电机组是否处于正常工作状态；在判断发电现场的火力发电机组是否处于正常工作状态时，其主要依据是查看火力发电机组实时运行工况信息的有效值是否明显偏离了相应参数的正常范围值；在实际操作过程中，我们可以将每种运行工况信息的正常范围值进行预先设定，故障分析模块4首先从数据存储模块3读取当前火力发电机组实时运行工况信息的有效值，然后将读取的有效值与预先设定的相应参数的正常范围值进行比较，如果火力发电机组实时运行工况信息的有效值不属于预先设定的相应参数的正常范围值之内，就说明该项参数属于非正常状态；
报警及显示模块5，与所述数据存储模块3和所述故障分析模块4相连，用于实时显示发电现场火力发电机组实时运行工况信息的有效值，并且根据故障分析模块的分析结果，当发电现场的火力发电机组处于非正常工作状态时，发出及显示报警信息；通过设置报警及显示模块5，操作者可以非常直观的查看到当前每台火力发电机组的实际运行状态，可以很细致的看到每台火力发电机组的每项实时运行工况信息；并且当某台火力发电机组的某项运行参数出现故障时，能及时发现和看到报警信息，方便操作者的维护；
远程操作控制模块6通过网络与发电现场的火力发电机组相连，用于将控制火力发电机组运行参数的配置信息通过网络发送给发电现场的火力发电机组，并控制发电现场的火力发电机组的运行；这里的网络可以因特网，也可以为光纤环网，也可以为局域网，也可以为电话网络，也可以为移动通信网络，也可以为卫星网络，也可以为这些网络的组合；而控制火力发电机组运行参数的配置信息一般包括供电煤耗、排烟温度、主再热汽温、氧量、主汽压力、给水温度、凝汽器真空、厂用电率等等；
指标考核模块7，该指标考核模块7的第一输入端与所述远程控制操作模块相6连，该指标考核模块7的第二输入端与所述数据存储模块3相连，该指标考核模块7的输出端与所述报警及显示模块5相连；
实时运行工况信息曲线制作模块8的输入端与所述数据存储模块3相连，该实时运行工况信息曲线制作模块8的输出端与所述报警及显示模块5相连，用于将发电现场的火力发电机组有效的实时运行工况信息制作成直观的曲线图，并通过报警及显示模块5显示出来；这样操作者就可以非常直观地知道每台火力发电机组不同运行工况参数的运行轨迹，方便操作者分析和查看。
本发明进一步提供了一种上述火力发电机组运行优化管理控制系统的控制方法，其包括以下步骤：
步骤一、数据采集模块定时采集发电现场的火力发电机组实时运行工况信息的原始值；这里，数据采集模块可以每30秒采集一次；
步骤二、数据有效性校核模块将数据采集模块采集到的发电现场火力发电机组实时运行工况信息的原始值进行有效性校核，将实时运行工况信息的原始值中可信度和关联度差的数据剔除，从而得到实时运行工况信息的有效值；
步骤三、数据存储模块将数据有效性校核模块得到的实时运行工况信息的有效值进行保存；
步骤四、故障分析模块根据发电现场火力发电机组实时运行工况信息的有效值判断发电现场的火力发电机组是否处于正常工作状态；
步骤五、报警及显示模块实时显示发电现场火力发电机组实时运行工况信息的有效值，并且根据故障分析模块的分析结果，当发电现场的火力发电机组处于非正常工作状态时，发出并显示报警信息；
将每个实时运行工况信息的原始值均按照平方根和为最小的方式对热量平衡方程和质量平衡方程求解，求解后的值即为实时运行工况信息的有效值。
按照平方根和为最小的方式进行求解的过程是一个数学的过程，热量平衡方程和质量平衡是常规方程，将每个实时运行工况信息的原始值均按照平方根和为最小的方式对热量平衡方程和质量平衡方程求解，可以得到一个解，这个解就是本发明中采用的实时运行工况信息的有效值。
为了方便操作者的维修和管理，在需要对火力发电机组进行远程管理以及需要对火力发电机组进行远程维护的情况下，操作者可以通过远程操作控制模块将控制火力发电机组运行参数的配置信息通过网络发送给发电现场的火力发电机组，并控制发电现场的火力发电机组的运行；这里，控制火力发电机组运行参数的配置信息一般包括供电煤耗、排烟温度、主再热汽温、氧量、主汽压力、给水温度、凝汽器真空、厂用电率等等；
上述控制系统中，指标考核模块7通过以下方法进行处理：
步骤1、根据发电现场的火力发电机组当当前的负荷、外部环境参数设定火力发电机组的理想运行参数，作为火力发电机组的运行工况信息的期望值，设定指标合格误差值；
步骤2、在所述远程控制操作模块输入控制火力发电机组运行参数的配置信息一段时间后，读取所述数据存储模块保存的发电现场火力发电机组实时运行工况信息的有效值；
步骤3、将步骤2中读取的发电现场火力发电机组实时运行工况信息的有效值与步骤1中设定的火力发电机组运行工况信息的期望值进行比较，如果两者的差值小于步骤1中设定的合格误差值，则本次在所述远程控制操作模块输入的控制火力发电机组运行参数的配置信息为合格的配置信息，否则为不合格的配置信息。
Claims (3)
1.一种应用火力发电机组运行优化管理控制系统的控制方法，火力发电机组运行优化管理控制系统包括：
数据采集模块，用于采集发电现场的火力发电机组的实时运行工况信息的原始值；
数据有效性校核模块，与所述数据采集模块相连，将数据采集模块采集到的发电现场火力发电机组的实时运行工况信息的原始值进行有效性校核，将实时运行工况信息的原始值中可信度和关联度差的数据剔除，从而得到实时运行工况信息的有效值；
数据存储模块，与所述数据有效性校核模块相连，用于保存发电现场火力发电机组的实时运行工况信息的有效值；
故障分析模块，与所述数据存储模块相连，根据发电现场火力发电机组的实时运行工况信息的有效值判断发电现场的火力发电机组是否处于正常工作状态；
报警及显示模块，与所述数据存储模块和所述故障分析模块相连，用于实时显示发电现场火力发电机组的实时运行工况信息的有效值，并且根据故障分析模块的分析结果，当发电现场的火力发电机组处于非正常工作状态时，发出及显示报警信息；
以及远程操作控制模块，该远程操作控制模块通过网络与发电现场的火力发电机组相连，该远程操作控制模块将控制火力发电机组运行参数的配置信息通过网络发送给发电现场的火力发电机组，并控制发电现场的火力发电机组的运行；
其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤一、数据采集模块采集发电现场的火力发电机组的实时运行工况信息的原始值；
步骤二、数据有效性校核模块将数据采集模块采集到的发电现场火力发电机组的实时运行工况信息的原始值进行有效性校核，将实时运行工况信息的原始值中可信度和关联度差的数据剔除，从而得到实时运行工况信息的有效值，所述数据有效性校核模块通过以下方法进行校对：将每个实时运行工况信息的原始值均按照平方根和为最小的方式对热量平衡方程和质量平衡方程求解，求解后的值即为实时运行工况信息的有效值；
步骤三、数据存储模块将数据有效性校核模块得到的实时运行工况信息的有效值进行保存；
步骤四、故障分析模块根据发电现场火力发电机组的实时运行工况信息的有效值判断发电现场的火力发电机组是否处于正常工作状态：
步骤五、报警及显示模块实时显示发电现场火力发电机组的实时运行工况信息的有效值，并且根据故障分析模块的分析结果，当发电现场的火力发电机组处于非正常工作状态时，发出并显示报警信息，
所述火力发电机组运行优化管理控制系统还包括指标考核模块，该指标考核模块的第一输入端与所述远程操作控制模块相连，该指标考核模块的第二输入端与所述数据存储模块相连，该指标考核模块的输出端与所述报警及显示模块相连，而所述指标考核模块通过以下方法进行处理：
步骤1、根据发电现场的火力发电机组当前的负荷、外部环境参数设定火力发电机组的理想运行参数，作为发电现场火力发电机组的实时运行工况信息的期望值，设定合格误差值；
步骤2、在所述远程操作控制模块输入控制火力发电机组运行参数的配置信息一段时间后，读取所述数据存储模块保存的发电现场火力发电机组的实时运行工况信息的有效值；
步骤3、将步骤2中读取的发电现场火力发电机组的实时运行工况信息的有效值与步骤1中设定的发电现场火力发电机组的运行工况信息的期望值进行比较，如果两者的差值小于步骤1中设定的合格误差值，则本次在所述远程操作控制模块输入的控制火力发电机组运行参数的配置信息为合格的配置信息，否则为不合格的配置信息。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述的网络为以下网络之一或其组合：因特网、光纤环网、局域网、电话网络、移动通信网络、卫星网络。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述控制火力发电机组运行参数的配置信息包括供电煤耗、排烟温度、主再热汽温、氧量、给水温度、循环水出水温度、厂用电率之一或其组合。
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