CN111639802A - 一种燃机机组运行优化指导方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃机机组运行优化指导方法，包括：首先获取相关实时不可控参数和某时刻相关历史不可控参数，利用欧氏距离或曼哈顿距离计算两时刻运行工况的相似性，人为设定阈值，当其相似性小于该阈值时，如果否，则寻找另一时刻的不可控参数；如果是，则继续判断实时气耗率是否大于该历史时刻运行工况下的气耗率，如果否，则寻找另一时刻的不可控参数；如果是，则将当前的可控参数调整到该历史时刻的值，以保证机组在最有工况持续运行。本发明基于机组实时及历史运行数据，得到燃气‑蒸汽联合循环发电机组在相同工况下的历史最优气耗量，以指导机组的优化运行。
Description
技术领域
本发明属于燃机电站技术领域，具体涉及一种燃机机组运行优化指导方法。
背景技术
目前，国内对燃气-蒸汽联合循环发电机组进行运行优化时，主要参考机组额定工况的设计参数或根据机组运行经验，但实际运行中机组大部份时间处于非额定工况，参数偏离、设备老化劣化等因素对机组性能的影响将随负荷状况、运行工况、气象参数(如大气温度和湿度)变化而变化，目前尚缺乏有效优化联合循环机组运行水平的技术方法。我国燃气轮机发电机组主要靠引进国外产品，对机组及子设备热力特性的掌握及相关资料相对国内燃煤机组较为贫乏，缺乏对热力系统的全面诊断和优化技术经验，尤其缺乏对热力系统局部变化经济性的定量分析研究。
电厂存储的海量历史数据、运行中产生的实时数据隐含了对提高电厂的生产效率、经济安全性有积极的指导意义的大量信息，但这些数据缺乏深度利用，未能发现数据隐藏的更深层次的规律，以及充分发挥海量历史数据对电力生产的指导作用。
将机组优化运行及状态监测与大数据技术相结合，开展基于大数据技术的电站机组建模方法研究，充分挖掘数据本身包含的大量有价值信息，开发利用隐藏在数据背后的潜在价值，用以指导机组优化运行、完善机组实时状态监测，提高机组经济性、降低能耗，已成为当前电力生产的研究和发展方向。
目前，耗差分析是对燃气-蒸汽联合循环发电机组进行优化运行的主要手段。主要展示相关耗差参数的实际值、目标值及对机组发供电气耗的影响量，可以定量的对影响机组优化运行的各因素进行分析调整。
耗差分析方法的主要缺点在于，对其中的一个可控参数进行优化的前提条件是假定其他参数不变。比如当考虑燃烧室进口天然气温度的变化对整个机组耗气量的影响变化敏感性分析时，是假定其他可控参数包括余热锅炉高压主蒸汽温度、余热锅炉中压主蒸汽温度、余热锅炉再热蒸汽减温水流量、余热锅炉排烟温度、汽机高压主蒸汽温度及汽机中压主蒸汽温度参数不变的前提条件下，而这在机组实际运行中基本是不可能的。各个参数之间的变化是互相耦合的，所以耗差分析表面上说可以定量的研究某个参数的变化对机组的运行效率的影响，但实际上却做不到。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种燃机机组运行优化指导方法。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种燃机机组运行优化指导方法，包括：首先获取相关实时不可控参数和某时刻相关历史不可控参数，利用欧氏距离或曼哈顿距离计算两时刻运行工况的相似性，人为设定阈值，当其相似性小于该阈值时，如果否，则寻找另一时刻的不可控参数；如果是，则继续判断实时气耗率是否大于该历史时刻运行工况下的气耗率，如果否，则寻找另一时刻的不可控参数；如果是，则将当前的可控参数调整到该历史时刻的值，以保证机组在最有工况持续运行。
本发明进一步的改进在于，具体包括如下实现步骤：
1)参数目标值设定：将机组气耗率作为衡量机组运行工况优劣的评价依据；其中，不可控参数设为：供电负荷、供热负荷、天然气热值、环境温度、大气压力和环境湿度，可控参数设为：燃烧室进口天然气温度、余热锅炉高压主蒸汽温度、余热锅炉中压主蒸汽温度、余热锅炉再热蒸汽减温水流量、余热锅炉排烟温度、汽机高压主蒸汽温度和汽机中压主蒸汽温度；
2)工况匹配：利用基于距离信息的几何模型方法进行机组运行工况案例的相似性描述，当前稳态运行工况数据Xi和机组案例库中案例Xij的相似性函数表述为：
Abs(X1j-X1)/X1<＝1％ (1)
Abs(X2j-X2)/X2<＝5％ (2)
Abs(X3j-X3)/X3<＝5％ (3)
Abs(X4j-X4)/X4<＝1％ (4)
Abs(X5j-X5)/X5<＝1％ (5)
Abs(X6j-X1)/X6<＝1％ (6)
Xi代表当前稳态运行工况下6个不可控参数实时测点的值，Xij代表机组案例库中案例6个不可控参数的案例值，j＝1,2...,6，i＝1,2...；利用式(1)-(6)计算当前稳态运行工况数据与机组历史工况相似度，将符合(1)-(6)公式的历史工况都作为匹配工况；
3)机组气耗率比较：令Yi代表当前稳态运行工况下6个不可控参数实时测点对应的机组气耗率的值，Yij代表机组案例库中案例6个不可控参数的案例值对应的机组气耗率的值，比较二者大小，如果Yij<Yi，则令Yi＝Yij，并将可控的运行参数调整至Zk＝Zkj，k＝1，2，…，9，以供机组参数优化运行指导采用。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
本发明可以在海量历史数据中寻找与当前时刻运行工况相似的历史工况，通过比较若发现当前时刻的气耗率大于相似历史工况的气耗率，则将当前的可控参数调整到历史工况的值，这样可以使得机组的运行工况始终是最优工况，使得气耗率打到最小，从而给发电企业降低成本，达到提高利润的目的。本发明的技术要点在于基于机组实时及历史运行数据，得到燃气-蒸汽联合循环发电机组在相同工况下的历史最优气耗量，以指导机组的优化运行。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做出进一步的说明。
如图1所示，本发明提供的一种燃机机组运行优化指导方法，包括：首先获取相关实时不可控参数和某时刻相关历史不可控参数，利用欧氏距离或曼哈顿距离计算两时刻运行工况的相似性，人为设定阈值，当其相似性小于该阈值时，如果否，则寻找另一时刻的不可控参数；如果是，则继续判断实时气耗率是否大于该历史时刻运行工况下的气耗率，如果否，则寻找另一时刻的不可控参数；如果是，则将当前的可控参数调整到该历史时刻的值，以保证机组在最有工况持续运行。
运行大数据相关性分析等技术方法，充分考虑供电变化、供热变化、天然气成分及热值变化、环境变化(当地环境温度、环境湿度和大气压力)对机组运行效率的整体影响，研究获得联合循环机组整体运行优化参数方案。主要考虑的工况匹配参数见表1。
表1工况匹配参数
| 测点名 | 变量名 | 单位 |
| 环境温度 | X1 | ℃ |
| 大气压力 | X2 | MPa |
| 环境湿度 | X3 | ％ |
| 天然气热值 | X4 | kJ/kg |
| 供电负荷 | X5 | MW |
| 供热负荷 | X6 | MW |
主要得到的整体优化运行参数见表2。
表2可控整体优化运行参数
1)参数目标值设定：将机组气耗率作为衡量机组运行工况优劣的评价依据；其中，不可控参数设为：供电负荷、供热负荷、天然气热值、环境温度、大气压力和环境湿度，可控参数设为：燃烧室进口天然气温度、余热锅炉高压主蒸汽温度、余热锅炉中压主蒸汽温度、余热锅炉再热蒸汽减温水流量、余热锅炉排烟温度、汽机高压主蒸汽温度和汽机中压主蒸汽温度。
2)工况匹配：利用基于距离信息的几何模型方法进行机组运行工况案例的相似性描述，当前稳态运行工况数据Xi和机组案例库中案例Xij的相似性函数表述为：
Abs(X1j-X1)/X1<＝1％ (1)
Abs(X2j-X2)/X2<＝5％ (2)
Abs(X3j-X3)/X3<＝5％ (3)
Abs(X4j-X4)/X4<＝1％ (4)
Abs(X5j-X5)/X5<＝1％ (5)
Abs(X6j-X1)/X6<＝1％ (6)
Xi代表当前稳态运行工况下6个不可控参数实时测点的值，Xij代表机组案例库中案例6个不可控参数的案例值，j＝1,2...,6，i＝1,2...；利用式(1)-(6)计算当前稳态运行工况数据与机组历史工况相似度，将符合(1)-(6)公式的历史工况都作为匹配工况。
3)机组气耗率比较：令Yi代表当前稳态运行工况下6个不可控参数实时测点对应的机组气耗率的值，Yij代表机组案例库中案例6个不可控参数的案例值对应的机组气耗率的值，比较二者大小，如果Yij<Yi，则令Yi＝Yij，并将可控的运行参数调整至Zk＝Zkj，k＝1，2，…，9，以供机组参数优化运行指导采用。
实践证明，本发明可以在海量历史数据中寻找与当前时刻运行工况相似的历史工况，通过比较若发现当前时刻的气耗率大于相似历史工况的气耗率，则将当前的可控参数调整到历史工况的值，这样可以使得机组的运行工况始终是最优工况，使得气耗率打到最小，从而给发电企业降低成本，达到提高利润的目的。本发明的技术要点在于基于机组实时及历史运行数据，得到燃气-蒸汽联合循环发电机组在相同工况下的历史最优气耗量，以指导机组的优化运行。
Claims (2)
1.一种燃机机组运行优化指导方法，其特征在于，包括：首先获取相关实时不可控参数和某时刻相关历史不可控参数，利用欧氏距离或曼哈顿距离计算两时刻运行工况的相似性，人为设定阈值，当其相似性小于该阈值时，如果否，则寻找另一时刻的不可控参数；如果是，则继续判断实时气耗率是否大于该历史时刻运行工况下的气耗率，如果否，则寻找另一时刻的不可控参数；如果是，则将当前的可控参数调整到该历史时刻的值，以保证机组在最有工况持续运行。
2.根据权利要求1所述的一种燃机机组运行优化指导方法，其特征在于，具体包括如下实现步骤：
1)参数目标值设定：将机组气耗率作为衡量机组运行工况优劣的评价依据；其中，不可控参数设为：供电负荷、供热负荷、天然气热值、环境温度、大气压力和环境湿度，可控参数设为：燃烧室进口天然气温度、余热锅炉高压主蒸汽温度、余热锅炉中压主蒸汽温度、余热锅炉再热蒸汽减温水流量、余热锅炉排烟温度、汽机高压主蒸汽温度和汽机中压主蒸汽温度；
2)工况匹配：利用基于距离信息的几何模型方法进行机组运行工况案例的相似性描述，当前稳态运行工况数据Xi和机组案例库中案例Xij的相似性函数表述为：
Abs(X1j-X1)/X1<＝1％ (1)
Abs(X2j-X2)/X2<＝5％ (2)
Abs(X3j-X3)/X3<＝5％ (3)
Abs(X4j-X4)/X4<＝1％ (4)
Abs(X5j-X5)/X5<＝1％ (5)
Abs(X6j-X1)/X6<＝1％ (6)
Xi代表当前稳态运行工况下6个不可控参数实时测点的值，Xij代表机组案例库中案例6个不可控参数的案例值，j＝1,2...,6，i＝1,2...；利用式(1)-(6)计算当前稳态运行工况数据与机组历史工况相似度，将符合(1)-(6)公式的历史工况都作为匹配工况；
3)机组气耗率比较：令Yi代表当前稳态运行工况下6个不可控参数实时测点对应的机组气耗率的值，Yij代表机组案例库中案例6个不可控参数的案例值对应的机组气耗率的值，比较二者大小，如果Yij<Yi，则令Yi＝Yij，并将可控的运行参数调整至Zk＝Zkj，k＝1，2，…，9，以供机组参数优化运行指导采用。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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