CN110048468A - 火力发电厂机组负荷分配方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种火力发电厂机组负荷分配方法及装置,该方法包括:根据火力发电厂的目标负荷和火力发电厂的实际负荷,确定火力发电厂的变负荷方向,所述变负荷方向包括升负荷、降负荷和维持原负荷;根据火力发电厂的变负荷方向,对火力发电厂的各台机组进行优先级排序;根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率。本发明可以对火力发电厂机组负荷进行分配,计算过程简单,效率高、适用性强。
Description
技术领域
本发明涉及火力发电领域,尤其涉及一种火力发电厂机组负荷分配方法及装置。
背景技术
火力发电厂大多配备有两台以上(含两台)的单元机组。当电网调度给出全厂负荷指令后,最简单的单台机组负荷分配方式是按照机组容量平均分配,平均分配的公式如下:
其中,Pi *为第i台机组负荷指令,MW;Ci为第i台机组额定功率(容量);Pt *为全厂负荷指令,MW;Ct为全厂额定功率(容量),MW。
由于厂内机组设备状况不可能完全一致,即便是型号完全相同的两台机组,在相同的负荷下运行时,其运行经济性也存在差异。机组间的这种差异越大,按照机组容量平均分配负荷的经济性也越差。
现有技术采用一种新的智能优化混合算法,其基于万有引力定律的搜索机制与现有智能优化算法的搜索机制有着本质的区别,采用改进引力搜索算法通过寻找目标函数较优值,确定多个较优值所对应的个体位置,这些个体位置所对应的参数就是所求各台机组负荷分配量,经过多代进化优化,结果得到较为真实的Pareto非劣解,且严格满足问题的约束。但以上方法确定机组负荷分配的计算方法复杂,物理意义不明确,当机组设备状况发生变化时(例如设备技术改造后),不利于生产人员的日常维护。
现有技术又提出一种基于多燃料混合燃烧发电机组的负荷优化分配方法,可以帮助运行人员在已知总发电功率和总BFG量的情况下,得出最优化的负荷分配结果。首先通过热力试验参数获得机组的煤耗特性曲线,以煤耗量为目标函数。在等微增率法算法之上,根据每台机组的约束条件优化分配各台机组的负荷。当某台机组检修时,仍能得到剩余发电机组的负荷最优分配结果。若优化结果不满足机组上下限的约束条件,则对越限的机组进行处理,并且在没有越限的机组之间重新进行分配,从而减少了火电机组的煤耗率。但以上方法煤耗等微增率算法不具有普适性,经常会出现两台(及以上)机组在整负荷调节区间内煤耗微增率都无法相等的情况,导致该算法可操作性不强,效率不高。
现有技术还提出一种基于多种约束规则的火电厂厂级负荷优化分配方法。包括: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。主要针对具有两台以上燃煤火电机组的电厂,协助运行值长进行负荷优化调度,降低设备损耗,降低发电煤耗,提高运行经济性。但以上方法不适用于当前新能源发电机组大量接入的电网运行方式。
综上所述,现有技术在解决火电厂负荷分配时,存在计算方法复杂、效率低下、适用性差等问题。
发明内容
本发明提出一种火力发电厂机组负荷分配方法,用以对火力发电厂机组负荷进行分配,计算过程简单,效率高、适用性强,该方法包括:
根据火力发电厂的目标负荷和火力发电厂的实际负荷,确定火力发电厂的变负荷方向,所述变负荷方向包括升负荷、降负荷和维持原负荷;
根据火力发电厂的变负荷方向,对火力发电厂的各台机组进行优先级排序;
根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率。
本发明提出一种火力发电厂机组负荷分配装置,用以对火力发电厂机组负荷进行分配,计算过程简单,效率高、适用性强,该装置包括:
变负荷方向确定模块,用于根据火力发电厂的目标负荷和火力发电厂的实际负荷,确定火力发电厂的变负荷方向,所述变负荷方向包括升负荷、降负荷和维持原负荷;
排序模块,用于根据火力发电厂的变负荷方向,对火力发电厂的各台机组进行优先级排序;
变负荷计算模块,用于根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率。
本发明实施例还提出了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述火力发电厂机组负荷分配方法。
本发明实施例还提出了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有执行上述火力发电厂机组负荷分配方法的计算机程序。
在本发明实施例中,在确定火力发电厂的变负荷方向之后,对各台机组进行优先级排序,然后根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率,在以上确定各台机组的目标负荷和变负荷速率时,考虑了各台机组的优先级排序,从而首先对最需要进行负荷分配的机组进行了负荷分配,负荷分配效率高,且运行效益高;另外,以上确定台机组的目标负荷和变负荷速率时,根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率即可计算,计算过程简单;同时本方法也可适用于燃煤火电机组之外的火力发电厂的机组,适用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中:
图1为本发明实施例中火力发电厂机组负荷分配方法的流程图;
图2为本发明实施例中确定需要变负荷的机组的数量的计算值的具体过程;
图3为本发明实施例中确定机组的目标负荷和变负荷速率的流程图;
图4为本发明实施例中火力发电厂机组负荷分配装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
在介绍本发明实施例提出的方法之前,首先对本发明实施例涉及到的概念进行介绍。
火力发电厂的负荷指令:电网对火力发电厂或发电机组的运行要求,包括火力发电厂的目标负荷和变负荷速率等参数。火力发电厂的变负荷速率是指单位时间内火力发电厂负荷的变化量。
机组的负荷指令包括机组的目标负荷和变负荷速率。机组的目标负荷是指机组负荷的目标值,机组的变负荷速率是指单位时间内机组负荷的变化量。
单元机组制:发电厂中一台锅炉配合一部汽轮机组成单元运行的方式,具备系统简单、便于集中控制、管道短、成本便宜、压力损失和散热损失小等优点。
CCS(Coordination Control System,协调控制系统):火力发电机组的协调控制系统主要作用是自动调节机组各项运行参数,使机组的实际负荷与机组的负荷指令相匹配。
运行成本曲线:火力发电机组不同负荷工况对应的运行成本,可以包含燃料成本、耗水成本和环保成本中的一项或多项。
图1为本发明实施例中火力发电厂机组负荷分配方法的流程图,如图1所示,该方法包括:
步骤101,根据火力发电厂的目标负荷和火力发电厂的实际负荷,确定火力发电厂的变负荷方向,所述变负荷方向包括升负荷、降负荷和维持原负荷;
步骤102,根据火力发电厂的变负荷方向,对火力发电厂的各台机组进行优先级排序;
步骤103,根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率。
在本发明实施例中,在确定火力发电厂的变负荷方向之后,对各台机组进行优先级排序,然后根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率,在以上确定各台机组的目标负荷和变负荷速率时,考虑了各台机组的优先级排序,从而首先确定最需要进行负荷分配的机组的目标负荷和变负荷速率,负荷分配效率高,且运行效益高;另外,以上确定台机组的目标负荷和变负荷速率时,根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率即可计算,计算过程简单;同时本方法也可适用于燃煤火电机组之外的火力发电厂的机组,适用性强。
从步骤101-步骤103可知,在本发明实施例提出的火力发电厂机组负荷分配方法中,首先需要获得火力发电厂的目标负荷和火力发电厂的实际负荷(即火力发电厂的负荷指令),火电发电厂的机组一般包括多台,在步骤101中,根据火力发电厂的目标负荷和火力发电厂的实际负荷,确定火力发电厂的变负荷方向,所述变负荷方向包括升负荷、降负荷和维持原负荷,即确定电网要求火力发电厂的变负荷方向。在步骤102中,需要根据火力发电厂的变负荷方向,对火力发电厂的各台机组进行优先级排序,为了提高火力发电厂的运行经济性,实际应用中,为了对最需要进行负荷分配的机组进行负荷分配,从而达到最大的效益,需要对火力发电厂的各台机组进行优先级排序;之后,步骤103中,根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率,使得最后的效益最大,且效率更高。
在步骤101中,根据火力发电厂的目标负荷和火力发电厂的实际负荷,确定火力发电厂的变负荷方向的方法有很多种,本发明实施例给出如下的一个具体实施例。
在一实施例中,根据火力发电厂的目标负荷和火力发电厂的实际负荷,确定火力发电厂的变负荷方向,包括:
确定火力发电厂负荷的最小变化阈值;
根据火力发电厂的目标负荷,火力发电厂的实际负荷和火力发电厂负荷的最小变化阈值,确定火力发电厂的变负荷方向。
具体实施时,火力发电厂负荷的最小变化阈值也可称为火力发电厂负荷的最小变化单元,在实际运行时,火力发电厂负荷是以该最小变化阈值为单位变化的,应用该最小变化阈值,有利于发电厂负荷的调节,只需要按照该最小变化阈值的倍数调节即可,方便运算。根据火力发电厂的目标负荷,火力发电厂的实际负荷和火力发电厂负荷的最小变化阈值,即可确定火力发电厂的变负荷方向。
具体实施时,根据火力发电厂的目标负荷,火力发电厂的实际负荷和火力发电厂负荷的最小变化阈值,确定火力发电厂的变负荷方向的方法也有很多种,下面给出一个具体的实施例。
在一实施例中,根据火力发电厂的目标负荷,火力发电厂的实际负荷和火力发电厂负荷的最小变化阈值,确定火力发电厂的变负荷方向,包括:
获得火力发电厂的目标负荷与火力发电厂的实际负荷之间的差值;
若c<-△,火力发电厂的变负荷方向为降负荷;
若-△≤c≤△,火力发电厂的变负荷方向为维持原负荷;
若c>△,火力发电厂的变负荷方向为升负荷;
其中,c为火力发电厂的目标负荷与火力发电厂的实际负荷;
△为火力发电厂负荷的最小变化阈值。
上述确定火力发电厂的变负荷方向的计算过程非常简单,物理意义明确,便于现场生产人员理解和维护。
具体实施时,根据火力发电厂的变负荷方向,对火力发电厂的各台机组进行优先级排序的方法包括很多种,下面给出其中一个具体实施例。
在一实施例中,根据火力发电厂的变负荷方向,对火力发电厂的各台机组进行优先级排序的方法,包括:
获取火力发电厂的各台机组的运行成本数据;
根据火力发电厂的各台机组的运行成本数据和火力发电厂的变负荷方向,对火力发电厂的各台机组进行优先级排序。
具体实施时,火力发电厂的各台机组的运行成本数据可以为运行成本曲线,而运行成本曲线可以采用以下方法确定,当然,可以理解的是,运行成本曲线可以采用其他方法确定:
首先,在稳定负荷工况下通过性能试验等标准方法获得负荷与运行成本的对应关系数据点;
然后,对负荷与运行成本的对应关系数据点进行拟合,得到不低于二阶的多项式曲线,即运行成本曲线。
运行成本曲线应视火力发电厂的机组状况变化情况定期更新。因此,本发明实施例可以得到满足实际情况的运行成本曲线,依据该运行成本曲线对火力发电厂的各台机组进行优先级排序的精度更高。而根据火力发电厂的各台机组的运行成本数据和火力发电厂的变负荷方向,对各台机组进行优先级排序的方法有很多种,下面仅给出其中一个具体实施例。
在一实施例中,火力发电厂的各台机组的运行成本数据为火力发电厂的各台机组的运行成本曲线;
根据火力发电厂的各台机组的运行成本数据和火力发电厂的变负荷方向,对各台机组进行优先级排序,包括:
获得火力发电厂的各台机组的运行成本曲线在当前实际负荷下对应的一阶导数;
若火力发电厂的变负荷方向为升负荷,按照运行成本曲线在当前实际负荷下对应的一阶导数从小到大对各台机组进行优先级排序;
若火力发电厂的变负荷方向为降负荷,按照运行成本曲线在当前实际负荷下对应的一阶导数从大到小对各台机组进行优先级排序;
若火力发电厂的变负荷方向为维持原负荷,维持各台机组的历史排序结果。
通过以上对各台机组进行优先级排序,可以提高火力发电厂的运行经济性,使得实际应用中,为了达到最大的效益,首先对最需要分配负荷的机组(即优先级最高的机组)进行负荷分配,对火力发电厂的各台机组进行优先级排序之后,即可获得最大效益。
具体实施时,根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率的方法有很多种,下面给出其中一个实施例。
在一实施例中,根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率,包括:
根据火力发电厂的变负荷速率,从优先级排序后的各台机组中,确定需要变负荷的机组的数量的计算值;
根据火力发电厂的变负荷方向,火力发电厂的变负荷速率,需要变负荷的机组的数量的计算值,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率。
具体实施时,上述的根据火力发电厂的变负荷速率,从优先级排序后的各台机组中,确定需要变负荷的机组的数量的计算值的方法包括很多种,下面给出其中的一具体实施例,本领域人员还可以采用其他方法。
在一实施例中,根据火力发电厂的变负荷速率,从优先级排序后的各台机组中,确定需要变负荷的机组的数量的计算值,包括:
获取优先级排序后的各台机组的最大变负荷速率;
获得优先级排序后的前i台机组的最大变负荷速率的和,若前i-1台机组的最大变负荷速率的和不大于火力发电厂的变负荷速率,且前i台机组的最大变负荷速率的和大于火力发电厂的变负荷速率,确定需要变负荷的机组的数量的计算值为i,其中,i为优先级排序后的各台机组的序号。
图2为本发明实施例中确定需要变负荷的机组的数量的计算值的具体过程,如图2所示,具体包括:
步骤201,首先获取优先级排序后的机组的序号,确定各台机组最大变负荷速率的和,优先级排序后的机组的序号为i,初始值i=1,机组最大变负荷速率的和V=0;
步骤202,获得前i台机组的最大变负荷速率的和,可以采用如下公式获得前i台机组的最大变负荷速率的和,即:
V=V+Vi,max (2)
其中,Vi,max为第i台机组的最大变负荷速率,单位可以为MW/min;
机组的最大变负荷速率可以由电网提出要求,火力发电厂根据设备性能确定。
步骤203,判断前i台机组的最大变负荷速率的和与火力发电厂的变负荷速率的大小,图2中,VT *为火力发电厂的变负荷速率。
若若前i-1台机组的最大变负荷速率的和不大于火力发电厂的变负荷速率,则;令i=i+1,返回步骤202;若前i台机组的最大变负荷速率的和大于火力发电厂的变负荷速率,则需要变负荷的机组的数量的计算值N=i,即前i台机组为需要变负荷的各台机组。
结合图2,步骤203的描述也可以整理为若前i-1台机组的最大变负荷速率的和不大于火力发电厂的变负荷速率,且前i台机组的最大变负荷速率的和大于火力发电厂的变负荷速率,确定前i台机组为需要变负荷的各台机组。
具体实施时,根据火力发电厂的变负荷方向,火力发电厂的变负荷速率,需要变负荷的机组的数量的计算值,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率的方法包括很多种,下面给出其中一个具体实施例。
在一实施例中,根据火力发电厂的变负荷方向,火力发电厂的变负荷速率,需要变负荷的机组的数量的计算值,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率,包括:
获得优先级排序后的各台机组的实际负荷、负荷上限、负荷下限和最大变负荷速率;
根据优先级排序后的各台机组的实际负荷、负荷上限、负荷下限和最大变负荷速率,火力发电厂的变负荷方向,需要变负荷的机组的数量的计算值,确定需要变负荷的机组的数量的实际值;
按照优先级顺序,对优先级排序后的每一机组,若该台机组的序号值小于需要变负荷的机组的数量的实际值,根据该台机组的实际负荷、负荷上限、负荷下限和最大变负荷速率,火力发电厂的变负荷方向,确定该台机组的目标负荷和变负荷速率;
按照优先级顺序,对优先级排序后的每一机组,若该台机组的序号值等于需要变负荷的机组的数量的实际值,根据该台机组的实际负荷、负荷上限、负荷下限、最大变负荷速率,火力发电厂的变负荷方向,火力发电厂的变负荷速率,确定该台机组的目标负荷和变负荷速率;
按照优先级顺序,对优先级排序后的每一机组,若该台机组的序号值大于需要变负荷的机组的数量的实际值,确定该台机组的目标负荷为该台机组的实际负荷,确定该台机组的变负荷速率为零。
具体实施时,上述确定机组的目标负荷和变负荷速率的具体过程可以用一个流程图来表示,图3为本发明实施例中确定机组的目标负荷和变负荷速率的流程图,图3中的流程图与上述确定机组的目标负荷和变负荷速率的过程一致。
步骤301,首先获取优先级排序后的第一台机组,此时,i=1;
步骤302,计算优先级排序后的第i台机组的变负荷速率和目标负荷。
可以采用如下公式,计算优先级排序后的第i台机组的变负荷速率和目标负荷:
Vi *=Vi,max (3)
Pi *=Pi±Vi,max·△t (4)
其中,在公式(3)和公式(4)中,火力发电厂的变负荷方向为升负荷时取“+”号,火力发电厂的变负荷方向为降负荷时取“-”号;
Vi *为第i台机组的变负荷速率;
Pi *为第i台机组的目标负荷;
Pi为第i台机组的实际负荷;
Vi,max为第i台机组的最大变负荷速率;
△t为计算时间步长,min,可根据机组实际情况设置为0.25、0.5或1.0等定值。
步骤303,确定需要变负荷的机组的数量的实际值,若机组的序号值小于需要变负荷的机组的数量的实际值,确定该台机组的目标负荷和变负荷速率。
在上述实施例中,根据优先级排序后的各台机组的实际负荷、负荷上限、负荷下限和最大变负荷速率,火力发电厂的变负荷方向,需要变负荷的机组的数量的计算值,确定需要变负荷的机组的数量的实际值;按照优先级顺序,对优先级排序后的每一机组,若该台机组的序号值小于需要变负荷的机组的数量的实际值,根据该台机组的实际负荷、负荷上限、负荷下限和最大变负荷速率,火力发电厂的变负荷方向,确定该台机组的目标负荷和变负荷速率。上述过程即对应步骤303。
在步骤303中,首先判断第i台机组的实际负荷Pi与第i台机组的负荷下限Pi,min之间的关系,若Pi≤Pi,min,则令Pi=Pi,min,此时第i台机组的变负荷速率Vi *=0,判断需要变负荷的机组的数量的计算值N是否小于火力发电厂的机组总数n,若N<n,则N=N+1,即第i台机组不能调节负荷,需要增加调节负荷的机组,也就是需要变负荷的机组的数量增加,然后令i=i+1;若Pi>Pi,min,则继续判断第i台机组的实际负荷Pi与第i台机组的负荷上限Pi,max之间的关系,若Pi≥Pi,max,则令Pi=Pi,max,此时第i台机组的变负荷速率Vi *=0,判断需要变负荷的机组的数量的计算值N是否小于火力发电厂的机组总数n,若N<n,则N=N+1,即第i台机组不能调节负荷,需要增加调节负荷的机组,也就是需要变负荷的机组的数量增加,然后令i=i+1;若Pi<Pi,min,则直接令i=i+1。
在进行i=i+1计算之后,判断i与当前N的关系,若i<N,则返回步骤302。
经过以上步骤303,可以获得确定需要变负荷的机组的数量的实际值,即经过步骤303之后输出的N,此时需要变负荷的机组的数量的实际值不小于需要变负荷的机组的数量的计算值;经过步骤303,也输出了在i<N时的第i台机组的目标负荷和变负荷速率。
步骤304,若机组的序号值等于需要变负荷的机组的数量的实际值,确定该台机组的目标负荷和变负荷速率。
在上一实施例中,按照优先级顺序,对优先级排序后的每一机组,若该台机组的序号值等于需要变负荷的机组的数量的实际值,根据该台机组的实际负荷、负荷上限、负荷下限、最大变负荷速率,火力发电厂的变负荷方向,火力发电厂的变负荷速率,确定该台机组的目标负荷和变负荷速率,以上过程对应步骤304。
在步骤303中,若不满足i<N,则进入步骤304,若i=N,则采用如下公式获得第i台机组的变负荷速率,此时为最后一台需要进行负荷调整的机组,按照优先级顺序,该机组后面的机组只要保持原来的实际负荷即可,且变负荷速率为零,即该机组后面的机组的目标负荷为实际负荷:
其中,VT *为火力发电厂的变负荷速率。
若Vi *>Vi,max,则采用公式(3)和公式(4)计算第i台机组的变负荷速率和目标负荷;若Vi *≤Vi,max,则采用下面公式计算第i台机组的目标负荷:
步骤305,若该台机组的序号值大于需要变负荷的机组的数量的实际值,确定该台机组的目标负荷为该台机组的实际负荷,确定该台机组的变负荷速率为零。
在上一实施例中,按照优先级顺序,对优先级排序后的每一机组,若该台机组的序号值大于需要变负荷的机组的数量的实际值,确定该台机组的目标负荷为该台机组的实际负荷,确定该台机组的变负荷速率为零。上述过程对应步骤305。
步骤305的作用确定已经进行负荷调整完后,剩余的机组的目标负荷和变负荷速度,这些剩余机组的目标负荷为机组的实际负荷,且变负荷速率为零。即在步骤304中,若i=N不成立,判断当前i的值与发电厂机组的总数n的关系,若i不大于n,令Pi *=Pi,Vi *=0。
在该实施例中,之前确定了需要变负荷的机组的数量的计算值,但该计算值未考虑机组的负荷调节范围,即未考虑机组的负荷上限、负荷下限,且未考虑机组的最大变负荷速率,因此该需要变负荷的机组的数量的计算值需要根据实际情况进行调整,本实施例确定机组的目标负荷和变负荷速率的过程中考虑了机组的负荷上限、负荷下限,以及最大变负荷速率,最后确定的机组的目标负荷和变负荷速率更加准确,且运行经济效益更好。
另外,在本实施例中,不需要调整所有机组的负荷,只需要按照需要变负荷的机组的数量的实际值进行调整,而需要变负荷的机组的数量的实际值是小于或等于所有机组的总数的,因此,也可提高负荷分配效率,提高运行经济性,且减小了计算量。
在分配完所有的负荷后,即可将优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率分配给对应机组。
在具体分配时,由火力发电机组的CCS系统首先将各台机组的目标负荷和变负荷速率转换为调节指令,下发给各个机组,火力发电厂的机组包括给煤机、风机、汽轮机、发电机励磁等设备。
给煤机用于:根据需要变负荷的各台机组的目标负荷和变负荷速率,调节火力发电厂的锅炉的入炉燃料量;
风机用于:根据需要变负荷的各台机组的目标负荷和变负荷速率,调节火力发电厂的锅炉的燃烧空气量、保持炉膛负压;
汽轮机用于:根据需要变负荷的各台机组的目标负荷和变负荷速率,调节火力发电厂的汽轮机进汽量;
发电机励磁用于:根据需要变负荷的各台机组的目标负荷和变负荷速率,调节火力发电厂的发电机有功或无功功率。
在本发明实施例中提出的火力发电厂机组负荷分配方法中,在确定火力发电厂的变负荷方向之后,对各台机组进行优先级排序,然后根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率,在以上确定各台机组的目标负荷和变负荷速率时,考虑了各台机组的优先级排序,从而首先对最需要进行负荷分配的机组进行了负荷分配,负荷分配效率高,且运行效益高;另外,以上确定台机组的目标负荷和变负荷速率时,根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率即可计算,计算过程简单;同时本方法也可适用于燃煤火电机组之外的火力发电厂的机组,适用性强。
另外,本发明实施例中提出的火力发电厂机组负荷分配方法中,考虑了机组的负荷上限、负荷下限,以及最大变负荷速率,最后确定的机组的目标负荷和变负荷速率更加准确,且运行经济效益更好。本发明实施例提出的方法不需要调整所有机组的负荷,也提高了负荷分配效率,提高运行经济性,且减小了计算量。
基于同样的发明构思,本发明实施例还提供了一种火力发电厂机组负荷分配装置,如下面的实施例所述。由于这些解决问题的原理与火力发电厂机组负荷分配方法相似,因此装置的实施可以参见方法的实施,重复之处不在赘述。
图4为本发明实施例中火力发电厂机组负荷分配装置的示意图,如图4所示,该装置包括:
变负荷方向确定模块401,用于根据火力发电厂的目标负荷和火力发电厂的实际负荷,确定火力发电厂的变负荷方向,所述变负荷方向包括升负荷、降负荷和维持原负荷;
排序模块402,用于根据火力发电厂的变负荷方向,对火力发电厂的各台机组进行优先级排序;
变负荷计算模块403,用于根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率。
在一实施例中,变负荷方向确定模块401具体用于:
确定火力发电厂负荷的最小变化阈值;
根据火力发电厂的目标负荷,火力发电厂的实际负荷和火力发电厂负荷的最小变化阈值,确定火力发电厂的变负荷方向。
在一实施例中,变负荷方向确定模块401具体用于:
获得火力发电厂的目标负荷与火力发电厂的实际负荷之间的差值;
若c<-△,火力发电厂的变负荷方向为降负荷;
若-△≤c≤△,火力发电厂的变负荷方向为维持原负荷;
若c>△,火力发电厂的变负荷方向为升负荷;
其中,c为火力发电厂的目标负荷与火力发电厂的实际负荷;
△为火力发电厂负荷的最小变化阈值。
在一实施例中,排序模块402具体用于:
获取火力发电厂的各台机组的运行成本数据;
根据火力发电厂的各台机组的运行成本数据和火力发电厂的变负荷方向,对火力发电厂的各台机组进行优先级排序。
在一实施例中,火力发电厂的各台机组的运行成本数据为火力发电厂的各台机组的运行成本曲线;
排序模块402具体用于:
获得火力发电厂的各台机组的运行成本曲线在当前实际负荷下对应的一阶导数;
若火力发电厂的变负荷方向为升负荷,按照运行成本曲线在当前实际负荷下对应的一阶导数从小到大对各台机组进行优先级排序;
若火力发电厂的变负荷方向为降负荷,按照运行成本曲线在当前实际负荷下对应的一阶导数从大到小对各台机组进行优先级排序;
若火力发电厂的变负荷方向为维持原负荷,维持各台机组的历史排序结果。
在一实施例中,变负荷计算模块403具体用于:
根据火力发电厂的变负荷速率,从优先级排序后的各台机组中,确定需要变负荷的机组的数量的计算值;
根据火力发电厂的变负荷方向,火力发电厂的变负荷速率,需要变负荷的机组的数量的计算值,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率。
在一实施例中,变负荷计算模块403具体用于:
获取优先级排序后的各台机组的最大变负荷速率;
获得优先级排序后的前i台机组的最大变负荷速率的和,若前i-1台机组的最大变负荷速率的和不大于火力发电厂的变负荷速率,且前i台机组的最大变负荷速率的和大于火力发电厂的变负荷速率,确定需要变负荷的机组的数量的计算值为i,其中,i为优先级排序后的各台机组的序号。
在一实施例中,变负荷计算模块403具体用于:
获得优先级排序后的各台机组的实际负荷、负荷上限、负荷下限和最大变负荷速率;
根据优先级排序后的各台机组的实际负荷、负荷上限、负荷下限和最大变负荷速率,火力发电厂的变负荷方向,需要变负荷的机组的数量的计算值,确定需要变负荷的机组的数量的实际值;
按照优先级顺序,对优先级排序后的每一机组,若该台机组的序号值小于需要变负荷的机组的数量的实际值,根据该台机组的实际负荷、负荷上限、负荷下限和最大变负荷速率,火力发电厂的变负荷方向,确定该台机组的目标负荷和变负荷速率;
按照优先级顺序,对优先级排序后的每一机组,若该台机组的序号值等于需要变负荷的机组的数量的实际值,根据该台机组的实际负荷、负荷上限、负荷下限、最大变负荷速率,火力发电厂的变负荷方向,火力发电厂的变负荷速率,确定该台机组的目标负荷和变负荷速率;
按照优先级顺序,对优先级排序后的每一机组,若该台机组的序号值大于需要变负荷的机组的数量的实际值,确定该台机组的目标负荷为该台机组的实际负荷,确定该台机组的变负荷速率为零。
在本发明实施例中提出的火力发电厂机组负荷分配装置中,在确定火力发电厂的变负荷方向之后,对各台机组进行优先级排序,然后根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率,在以上确定各台机组的目标负荷和变负荷速率时,考虑了各台机组的优先级排序,从而首先对最需要进行负荷分配的机组进行了负荷分配,负荷分配效率高,且运行效益高;另外,以上确定台机组的目标负荷和变负荷速率时,根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率即可计算,计算过程简单;同时本方法也可适用于燃煤火电机组之外的火力发电厂的机组,适用性强。
另外,本发明实施例中提出的火力发电厂机组负荷分配装置中,考虑了机组的负荷上限、负荷下限,以及最大变负荷速率,最后确定的机组的目标负荷和变负荷速率更加准确,且运行经济效益更好。本发明实施例提出的装置不需要调整所有机组的负荷,也提高了负荷分配效率,提高运行经济性,且减小了计算量。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种火力发电厂机组负荷分配方法,其特征在于,包括:
根据火力发电厂的目标负荷和火力发电厂的实际负荷,确定火力发电厂的变负荷方向,所述变负荷方向包括升负荷、降负荷和维持原负荷;
根据火力发电厂的变负荷方向,对火力发电厂的各台机组进行优先级排序;
根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率。
2.如权利要求1所述的火力发电厂机组负荷分配方法,其特征在于,根据火力发电厂的目标负荷和火力发电厂的实际负荷,确定火力发电厂的变负荷方向,包括:
确定火力发电厂负荷的最小变化阈值;
根据火力发电厂的目标负荷,火力发电厂的实际负荷和火力发电厂负荷的最小变化阈值,确定火力发电厂的变负荷方向。
3.如权利要求1所述的火力发电厂机组负荷分配方法,其特征在于,根据火力发电厂的变负荷方向,对火力发电厂的各台机组进行优先级排序,包括:
获取火力发电厂的各台机组的运行成本数据;
根据火力发电厂的各台机组的运行成本数据和火力发电厂的变负荷方向,对火力发电厂的各台机组进行优先级排序。
4.如权利要求3所述的火力发电厂机组负荷分配方法,其特征在于,火力发电厂的各台机组的运行成本数据为火力发电厂的各台机组的运行成本曲线;
根据火力发电厂的各台机组的运行成本数据和火力发电厂的变负荷方向,对各台机组进行优先级排序,包括:
获得火力发电厂的各台机组的运行成本曲线在当前实际负荷下对应的一阶导数;
若火力发电厂的变负荷方向为升负荷,按照运行成本曲线在当前实际负荷下对应的一阶导数从小到大对各台机组进行优先级排序;
若火力发电厂的变负荷方向为降负荷,按照运行成本曲线在当前实际负荷下对应的一阶导数从大到小对各台机组进行优先级排序;
若火力发电厂的变负荷方向为维持原负荷,维持各台机组的历史排序结果。
5.如权利要求1所述的火力发电厂机组负荷分配方法,其特征在于,根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率,包括:
根据火力发电厂的变负荷速率,从优先级排序后的各台机组中,确定需要变负荷的机组的数量的计算值;
根据火力发电厂的变负荷方向,火力发电厂的变负荷速率,需要变负荷的机组的数量的计算值,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率。
6.如权利要求5所述的火力发电厂机组负荷分配方法,其特征在于,根据火力发电厂的变负荷速率,从优先级排序后的各台机组中,确定需要变负荷的机组的数量的计算值,包括:
获取优先级排序后的各台机组的最大变负荷速率;
获得优先级排序后的前i台机组的最大变负荷速率的和,若前i-1台机组的最大变负荷速率的和小于火力发电厂的变负荷速率,且前i台机组的最大变负荷速率的和不小于火力发电厂的变负荷速率,确定需要变负荷的机组的数量的计算值为i,其中,i为优先级排序后的各台机组的序号。
7.如权利要求5所述的火力发电厂机组负荷分配方法,其特征在于,根据火力发电厂的变负荷方向,火力发电厂的变负荷速率,需要变负荷的机组的数量的计算值,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率,包括:
获得优先级排序后的各台机组的实际负荷、负荷上限、负荷下限和最大变负荷速率;
根据优先级排序后的各台机组的实际负荷、负荷上限、负荷下限和最大变负荷速率,火力发电厂的变负荷方向,需要变负荷的机组的数量的计算值,确定需要变负荷的机组的数量的实际值;
按照优先级顺序,对优先级排序后的每一机组,若该台机组的序号值小于需要变负荷的机组的数量的实际值,根据该台机组的实际负荷、负荷上限、负荷下限和最大变负荷速率,火力发电厂的变负荷方向,确定该台机组的目标负荷和变负荷速率;
按照优先级顺序,对优先级排序后的每一机组,若该台机组的序号值等于需要变负荷的机组的数量的实际值,根据该台机组的实际负荷、负荷上限、负荷下限、最大变负荷速率,火力发电厂的变负荷方向,火力发电厂的变负荷速率,确定该台机组的目标负荷和变负荷速率;
按照优先级顺序,对优先级排序后的每一机组,若该台机组的序号值大于需要变负荷的机组的数量的实际值,确定该台机组的目标负荷为该台机组的实际负荷,确定该台机组的变负荷速率为零。
8.如权利要求2所述的火力发电厂机组负荷分配方法,其特征在于,根据火力发电厂的目标负荷,火力发电厂的实际负荷和火力发电厂负荷的最小变化阈值,确定火力发电厂的变负荷方向,包括:
获得火力发电厂的目标负荷与火力发电厂的实际负荷之间的差值;
若c<-△,火力发电厂的变负荷方向为降负荷;
若-△≤c≤△,火力发电厂的变负荷方向为维持原负荷;
若c>△,火力发电厂的变负荷方向为升负荷;
其中,c为火力发电厂的目标负荷与火力发电厂的实际负荷;
△为火力发电厂负荷的最小变化阈值。
9.一种火力发电厂机组负荷分配装置,其特征在于,包括:
变负荷方向确定模块,用于根据火力发电厂的目标负荷和火力发电厂的实际负荷,确定火力发电厂的变负荷方向,所述变负荷方向包括升负荷、降负荷和维持原负荷;
排序模块,用于根据火力发电厂的变负荷方向,对火力发电厂的各台机组进行优先级排序;
变负荷计算模块,用于根据火力发电厂的变负荷方向、火力发电厂的变负荷速率,确定优先级排序后的各台机组的目标负荷和变负荷速率。
10.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8任一所述方法。
11.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至8任一所述方法的计算机程序。
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