CN111475951B - 一种热电机组工况分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热电机组工况分析方法，所述方法包括基于热电机组工况图曲线，将各参数之间的关系拟合为二次多项式；根据已知参数值，计算临界参数值，比较当前工况的实际参数值与所述临界参数值，基于比较结果，选用不同的所述二次多项式进行计算，得到完整的热电机组工况点对应的参数值。本发明通过分析工况图上的数据，将各参数之间的关系拟合为二次多项式，将复杂的热电机组工况图的回归分析尤其是双抽机组工况图的多元回归简化为一元回归，无需复杂的统计学理论，只需简单的多项式回归，普通工程技术人员通过简单编程的工作即可完成将工况图数字化的工作从而方便此项工作的推广。
Description
技术领域
本发明涉及热电机组热电模型分析技术领域,具体地说是一种热电机组工况分析方法。
背景技术
使用变工况计算法可以准确地计算出热电机组在某一热负荷下理论发电功率。但是该方法需要比较详尽的汽轮机设计数据，对于现场工程技术人员来讲数据收集工作难度较大，甚至可能出现由于原始资料不足而无法计算的情况。
热电机组的工况图以曲线形式表示了机组主蒸汽流量、抽汽流量与电功率之间的关系，单抽机组的工况图有主蒸汽流量、抽汽流量与电功率三个变量，确定其中两个变量可明确第三个变量的数值。双抽机组的工况图共有主蒸汽流量、工业抽汽流量、采暖抽汽流量与电功率等四个变量，工况图分为第一与第二两个象限，两个象限公用横坐标(电功率)，第一象限的纵坐标为主汽流量，第二象限的纵坐标为采暖抽汽流量，只有确定了三个变量的数值才能明确第四个变量的数值。
基于工况图得到的数学模型可以间接地反映出热电机组热负荷与电负荷的理论关系，较全面地反映在各种运行条件下机组可能的运行工况点，尤其是明确机组在确定热负荷下的电功率可调范围对电网优化调度吸纳新能源方面具有实际意义。将热电机组的工况图数字化对于在线监测热电机组的运行状态是十分必要的。拟合工况图需要使用统计学中的回归分析方法。尤其对于双抽机组想要回归出电功率与其它三个变量的函数关系就要应用统计学中的多元回归理论，但是多元回归分析计算复杂，其理论对于现场工程技术人员与软件工作人员而言较难理解与掌握，这就限制了机组工况图数字化工作的现场推广。如何能简单明了地实现热电机组工况图的数字化是建立热电机组在线监测系统必须面对的问题。
发明内容
本发明实施例中提供了一种热电机组工况分析方法，以解决现有技术中采用多元回归分析算法进行热电机组工况分析操作复杂、实现难度大的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
本发明提供了一种热电机组工况分析方法，所述方法包括以下步骤：
S1,基于热电机组工况图曲线，将各参数之间的关系拟合为二次多项式；
S2,根据已知参数值，计算临界参数值，比较当前工况的实际参数值与所述临界参数值，基于比较结果，选用不同的所述二次多项式进行计算，得到完整的热电机组工况点对应的参数值。
进一步地，所述热电机组包括单抽机组和双抽机组。
进一步地，基于所述单抽机组，将各参数之间的关系拟合为二次多项式的具体过程为：
S11,以等抽汽流量线与中排温度限制线交点对应的功率值为自变量，以对应的抽汽流量为因变量拟合第一二次多项式；
S12，以主蒸汽流量为自变量，功率为因变量分别拟合各等抽汽流量对应的二次多项式，形成第一二次多项式组，所述第一二次多项式组为等抽汽流量线；
S13，所述第一二次多项式组中，以抽汽流量为自变量，对应二次多项式中相同次幂项的系数为因变量，分别拟合出抽汽流量关于所述系数的第二二次多项式组；
S14，以主蒸汽量为自变量，功率为因变量，拟合最小低压缸进汽量限制对应的线性方程。
进一步地，所述步骤S2的具体实现过程为：
根据所述第一二次多项式，计算最小功率对应的抽汽流量，将所述抽汽流量记为临界抽汽流量；
将当前抽汽流量带入所述第二二次多项式组中，分别得到所述第一二次多项式组中各系数的值；
若所述当前抽汽流量小于所述临界抽汽流量，则根据所述等抽汽流量线得到主蒸汽流量上限和主蒸汽流量下限之间的热电机组工况点对应的参数值；
若所述当前抽汽流量大于所述临界抽汽流量，则计算所述当前抽汽流量对应的等抽汽流量线与所述线性方程的交点，所述交点的横坐标为当前抽汽流量下的最小功率，交点的纵坐标为当前抽汽流量下的最小主蒸汽流量，然后根据所述等抽汽流量线得到所述最小主蒸汽流量与所述主蒸汽流量上限之间的热电机组工况点对应的参数值。
进一步地，基于所述双抽机组，将各参数之间的关系拟合为二次多项式的具体过程为：
S21,获取最小主汽流量下各工业抽汽流量对应的最大采暖抽汽流量，以工业抽汽流量为自变量，以最大采暖抽汽流量为因变量，拟合第二二次多项式；
S22,获取等工业抽汽流量下不同最大采暖抽汽流量对应的主汽流量，以采暖抽汽流量为自变量，主汽流量为因变量分别拟合各工业等抽汽流量对应的二次多项式组，形成第三二次多项式组；
S23,基于所述第三二次多项式组，以工业抽汽流量为自变量，对应二次多项式中相同次幂项的系数为因变量，分别拟合出工业抽汽流量关于所述系数的第四二次多项式组；
S24,采暖抽汽流量为零时，获取等工业抽汽流量下各主汽流量对应的功率值，以主汽流量为自变量，所述功率值为因变量拟合各等工业抽汽流量对应的二次多项式组，形成第五二次多项式组，所述第五二次多项式组为等工业抽汽流量线；
S25，基于所述第五二次多项式组，以工业抽汽流量为自变量，对应二次多项式中相同次幂项的系数为因变量，分别拟合出工业抽汽流量关于系数的第六二次多项式组；
S26,计算不同采暖抽汽流量下功率的减小值，以采暖抽汽流量为自变量，以功率的减小值为因变量拟合第三二次多项式。
进一步地，所述步骤S2的具体实现过程为：
将已知的工业抽汽流量带入所述第二二次多项式中，得到最小主汽流量下该工业抽汽流量所允许的最大采暖抽汽流量，将所述最大采暖抽汽流量记为临界采暖抽汽流量；
若实际采暖抽汽流量小于所述临界采暖抽汽流量，将所述已知的工业抽汽流量带入第六二次多项式组，得到第五二次多项式组对应的系数，在最小主汽流量与最大主汽流量之间选取一主汽流量值，将该值带入等工业抽汽流量线，得到采暖抽汽流量为零时的功率值，将该功率值减去第三二次多项式计算的值，得到机组的实际功率；
变换主蒸流量数值，得到机组在该已知工业抽汽流量与采暖抽汽流量下所有工况点的参数值；
若实际采暖抽汽流量大于所述临界采暖抽汽流量，将所述已知的工业抽汽流量带入第四二次多项式组，得到第三二次多项式组对应的系数，将当前采暖抽汽流量带入第三二次多项式组得到实际允许的机组最小主汽流量；
将已知的工业抽汽流量带入第六二次多项式组，得到第五二次多项式组对应的系数，将上一步求得的最小主汽流量带入等工业抽汽流量线，得到采暖抽汽流量为零时的功率值，将该功率值减去第三二次多项式计算的值，得到机组的实际功率；
变换主汽流量数值，得到机组在该已知工业抽汽流量与采暖抽汽流量下所有工况点的参数值。
进一步地，改变已知工业抽汽流量值和采暖抽汽流量，得到机组完整的工况点参数值。
进一步地，所述第三二次多项式计算的值为带入当前步骤所述采暖抽汽量计算的功率减小值。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
本发明通过分析工况图上的数据，将各参数之间的关系拟合为二次多项式，将复杂的热电机组工况图的回归分析尤其是双抽机组工况图的多元回归简化为一元回归，无需深奥的统计学理论，只需简单的多项式回归，普通工程技术人员通过简单编程的工作即可完成将工况图数字化的工作从而方便此项工作的推广。无论对于工况图的查阅还是确定热电机组的调峰能力都具有实际意义。
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，对于本领域普通技术人员而言，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。
图1是本发明所述分析方法的流程示意图；
图2是本发明单抽机组的工况图；
图3是本发明双抽机组的工况图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
如图1所示，本发明提供的热电机组工况分析方法包括以下步骤：
S1,基于热电机组工况图曲线，将各参数之间的关系拟合为二次多项式；
S2,根据已知参数值，计算临界参数值，比较当前工况的实际参数值与所述临界参数值，基于比较结果，选用不同的所述二次多项式进行计算，得到完整的热电机组工况点对应的参数值。
其中热电机组包括单抽机组和双抽机组。
如图2所示，基于单抽机组，将各参数之间的关系拟合为二次多项式的具体过程为：
S11,以等抽汽流量线与中排温度限制线交点对应的功率值为自变量，以对应的抽汽流量为因变量拟合第一二次多项式；具体以图2中D＇、E＇及G点对应的电功率值为自变量，并以各点对应的抽汽量为因变量进行多项式拟合。
S12，以主蒸汽流量为自变量，功率为因变量分别拟合各等抽汽流量对应的二次多项式，形成第一二次多项式组，第一二次多项式组中的每一个二次多项式对应一个等抽汽流量，第一二次多项式组为等抽汽流量线；
S13，第一二次多项式组中，描述不同等抽汽量线的二次多项式中各项的系数是不同的。以抽汽流量为自变量，对应二次多项式中相同次幂项的系数为因变量，分别拟合出抽汽流量关于系数的第二二次多项式组。如形成的第一二次多项式组为：
其中，(1)(2)和(3)式分别对应不容的等抽汽量线，如分别对应的抽汽量为280t/h、140t/h和0t/h。则根据步骤S13，以二次幂为例，以(280，A1)、(140，A2)(0，A3)…拟合，得到二次幂的系数与抽汽量的关系。
S14，以主蒸汽量为自变量，功率为因变量，拟合最小低压缸进气量限制对应的线性方程，即图中AB线段对应的线性方程。
单抽机组时，步骤S2的具体实现过程为：
根据第一二次多项式，计算最小功率(A点)对应的抽汽流量，将该抽汽流量记为临界抽汽流量；
将当前抽汽流量带入第二二次多项式组中，分别得到第一二次多项式组中各系数的值；
若所述当前抽汽流量小于所述临界抽汽流量，则根据等抽汽流量线得到主蒸汽流量上限(CF对应的主蒸汽流量)和主蒸汽流量下限(AG对应的主蒸汽流量)之间的热电机组工况点对应的参数值；
若当前抽汽流量大于所述临界抽汽流量，则计算所述当前抽汽流量对应的等抽汽流量线与所述线性方程的交点，所述交点的横坐标为当前抽汽流量下的最小功率，交点的纵坐标为当前抽汽流量下的最小主蒸汽流量，然后根据所述等抽汽流量线得到所述最小主蒸汽流量与所述主蒸汽流量上限之间的热电机组工况点对应的参数值。
如图3所示，基于双抽机组，将各参数之间的关系拟合为二次多项式的具体过程为：
S21,获取最小主汽流量下各工业抽汽流量对应的最大采暖抽汽流量，以工业抽汽流量为自变量，以最大采暖抽汽流量为因变量，拟合第二二次多项式；例如图中点c即最小主汽量下100t/h工业抽汽量时最大采暖抽汽流量对应的工况点。
S22,结合第一象限的等工业抽汽流量曲线和第二象限的在一定主汽流量下等工业抽汽量对应的最大采暖抽汽量曲线，获取等工业抽汽流量下不同最大采暖抽汽流量对应的主蒸流量，以采暖抽汽流量为自变量，主汽流量为因变量分别拟合各工业等抽汽流量对应的二次多项式组，形成第三二次多项式组；
S23,基于第三二次多项式组，不同工业抽汽流量下多项式中各项的系数是不同的，以工业抽汽流量为自变量，对应二次多项式中相同次幂项的系数为因变量，分别拟合出工业抽汽流量关于所述系数的第四二次多项式组；
S24,据第一象限的等工业抽汽流量曲线获取采暖抽汽流量为零时各主汽流量对应的功率值，以主汽流量为自变量，所述功率值为因变量拟合各工业等抽汽流量对应的二次多项式组，形成第五二次多项式组，第五二次多项式组为等工业抽汽流量线；例：点b为最小主汽流量、100t/h工业抽汽流量采暖抽汽流量为零时的功率。
S25，基于所述第五二次多项式组，以工业抽汽流量为自变量，对应二次多项式中相同次幂项的系数为因变量，分别拟合出工业抽汽流量关于系数的第六二次多项式组；
S26,计算不同采暖抽汽流量下功率的减小值，以采暖抽汽流量为自变量，以功率的减小值为因变量拟合第三二次多项式；例：点d为工况点c的实际功率，点b与点d的功率差值即功率的减小值。
双抽机组时，步骤S2的具体实现过程为：
将已知的工业抽汽流量带入第二二次多项式中，得到最小主蒸汽流量下该工业抽汽流量所允许的最大采暖抽汽流量，将最大采暖抽汽流量记为临界采暖抽汽流量；
若实际采暖抽汽流量小于临界采暖抽汽流量，将已知的工业抽汽流量带入第六二次多项式组，得到第五二次多项式组对应的系数，在最小主汽流量与最大主汽流量之间选取一主汽流量值，将该值带入等工业抽汽流量线，得到采暖抽汽流量为零时的功率值，将该功率值减去第三二次多项式计算的值，得到机组的实际功率；
变换主汽流量数值，得到机组在该已知工业抽汽流量与采暖抽汽流量下所有工况点的参数值；
若实际采暖抽汽流量大于临界采暖抽汽流量，将已知的工业抽汽流量带入第四二次多项式组，得到第三二次多项式组对应的系数，将当前采暖抽汽流量带入第三二次多项式组得到实际允许的机组最小主汽流量；
将已知的工业抽汽流量带入第六二次多项式组，得到第五二次多项式组对应的系数，将上一步求得的最小主汽流量带入等工业抽汽流量线，得到采暖抽汽流量为零时的功率值，将该功率值减去第三二次多项式计算的值，得到机组的实际功率；
变换主汽流量数值，得到机组在该已知工业抽汽流量与采暖抽汽流量下所有工况点的参数值。
改变已知工业抽汽流量值和采暖抽汽流量，得到机组完整的工况点参数值。
上述步骤中，第三二次多项式计算的值为带入当前步骤所述采暖抽汽量计算的功率减小值。
以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种热电机组工况分析方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：
S1,基于热电机组工况图曲线，将各参数之间的关系拟合为二次多项式；
S2,根据已知参数值，计算临界参数值，比较当前工况的实际参数值与所述临界参数值，基于比较结果，选用不同的所述二次多项式进行计算，得到完整的热电机组工况点对应的参数值；
基于单抽机组，将各参数之间的关系拟合为二次多项式的具体过程为：
S11,以等抽汽流量线与中排温度限制线交点对应的功率值为自变量，以对应的抽汽流量为因变量拟合第一二次多项式；
S12，以主蒸汽流量为自变量，功率为因变量分别拟合各等抽汽流量对应的二次多项式，形成第一二次多项式组；
S13，所述第一二次多项式组中，以抽汽流量为自变量，对应二次多项式中相同次幂项的系数为因变量，分别拟合出抽汽流量关于所述系数的第二二次多项式组；
S14，以主蒸汽量为自变量，功率为因变量，拟合最小低压缸进汽量限制对应的线性方程；
基于单抽机组，所述步骤S2的具体实现过程为：
根据所述第一二次多项式，计算最小功率对应的抽汽流量，将所述抽汽流量记为临界抽汽流量；
将当前抽汽流量带入所述第二二次多项式组中，分别得到所述第一二次多项式组中各系数的值；
若所述当前抽汽流量小于所述临界抽汽流量，则根据所述等抽汽流量线得到主蒸汽流量上限和主蒸汽流量下限之间的热电机组工况点对应的参数值；
若所述当前抽汽流量大于所述临界抽汽流量，则计算所述当前抽汽流量对应的等抽汽流量线与所述线性方程的交点，所述交点的横坐标为当前抽汽流量下的最小功率，交点的纵坐标为当前抽汽流量下的最小主蒸汽流量，然后根据所述等抽汽流量线得到所述最小主蒸汽流量与所述主蒸汽流量上限之间的热电机组工况点对应的参数值；
基于双抽机组，将各参数之间的关系拟合为二次多项式的具体过程为：
S21,获取最小主汽流量下各工业抽汽流量对应的最大采暖抽汽流量，以工业抽汽流量为自变量，以最大采暖抽汽流量为因变量，拟合第二二次多项式；
S22,获取等工业抽汽流量下不同最大采暖抽汽流量对应的主蒸汽流量，以采暖抽汽流量为自变量，主汽流量为因变量分别拟合各工业等抽汽流量对应的二次多项式组，形成第三二次多项式组；
S23,基于所述第三二次多项式组，以工业抽汽流量为自变量，对应二次多项式中相同次幂项的系数为因变量，分别拟合出工业抽汽流量关于所述系数的第四二次多项式组；
S24,采暖抽汽流量为零时，获取等抽汽流量线下各主汽流量对应的功率值，以主汽流量为自变量，所述功率值为因变量拟合各等工业抽汽流量对应的二次多项式组，形成第五二次多项式组；
S25，基于所述第五二次多项式组，以工业抽汽流量为自变量，对应二次多项式中相同次幂项的系数为因变量，分别拟合出工业抽汽流量关于系数的第六二次多项式组；
S26,计算不同采暖抽汽流量下功率的减小值，以采暖抽汽流量为自变量，以功率的减小值为因变量拟合第三二次多项式；
基于双抽机组，所述步骤S2的具体实现过程为：
将已知的工业抽汽流量带入所述第二二次多项式中，得到最小主汽流量下该工业抽汽流量所允许的最大采暖抽汽流量，将所述最大采暖抽汽流量记为临界采暖抽汽流量；
若实际采暖抽汽流量小于所述临界采暖抽汽流量，将所述已知的工业抽汽流量带入第六二次多项式组，得到第五二次多项式组对应的系数，在最小主汽流量与最大主汽流量之间选取一主汽流量值，将该值带入等工业抽汽流量线，得到采暖抽汽流量为零时的功率值，将该功率值减去第三二次多项式计算的值，得到机组的实际功率；
变换主汽流量数值，得到机组在该已知工业抽汽流量与采暖抽汽流量下所有工况点的参数值；
若实际采暖抽汽流量大于所述临界采暖抽汽流量，将所述已知的工业抽汽流量带入第四二次多项式组，得到第三二次多项式组对应的系数，将当前采暖抽汽流量带入第三二次多项式组得到实际允许的机组最小主汽流量；
将已知的工业抽汽流量带入第六二次多项式组，得到第五二次多项式组对应的系数，将上一步求得的最小主汽流量带入第五二次多项式组，得到采暖抽汽流量为零时的功率值，将该功率值减去第三二次多项式计算的值，得到机组的实际功率；
变换主汽流量数值，得到机组在该已知工业抽汽流量与采暖抽汽流量下所有工况点的参数值。
2.根据权利要求1所述的热电机组工况分析方法，其特征是，改变已知工业抽汽流量值和采暖抽汽流量，得到机组完整的工况点参数值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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