CN112053027B - 一种热电厂最小运行方式的在线核定方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提出了一种热电厂最小运行方式的在线核定方法，包括：实时获取热电厂供热机组的供热数据；基于供热数据在线计算各机组实时采暖供热量和工业供热量，进而计算全厂实时总采暖供热量和总工业供热量；将全厂实时总采暖供热量和总工业供热量与各供热机组最大采暖供热量和工业供热量分别对比，在线核定热电厂当前最小运行方式。本公开技术方案利用在线监测系统监测的实时供热数据，在线核定热电厂最小运行方式，解决了人工利用离线数据核定不准确和工作量大的问题。
Description
技术领域
本公开属于热电厂技术领域，尤其涉及一种热电厂最小运行方式的在线核定方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
近年来，随着环保压力的增大，新能源发电得到较大发展，常规水电、风电、太阳能发电逐步发展，但是部分区域新能源机组发展过快，由于新能源机组发电的特殊性尤其是风电机组的反调峰特性，给电网的调峰带来严峻的挑战，导致新能源消纳问题日益突出。与此同时，北方地区供热机组比例越来越高，热电机组作为主要的热源需优先满足热负荷，存在着“以热定电”工况运行约束，导致采暖季调峰能力受到严重制约，甚至无法调峰，“风热冲突”加剧了调峰难度。对于电网调度部门来说，如果能掌握热电厂在采暖季不同阶段的最小运行方式，就可以根据新能源和外电的上网情况，更加合理有序的安排热电厂的机组调停计划，有效提升电网调峰裕量，促进新能源消纳。
发明人在研究中发现，目前热电厂最小运行方式的核定都是采取离线数据人工核查的方式，这种方式一是耗费大量的人力物力，核定工作量比较大，二是离线数据跟电厂实际供热情况有出入，会造成核定结果不准确。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种热电厂最小运行方式的在线核定方法及系统，利用热电机组在线监测数据，在线核定热电厂最小运行方式，解决人工利用离线数据核定不准确和工作量大的问题。
为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
一方面，公开了一种热电厂最小运行方式的在线核定方法，包括：
实时获取热电厂供热机组的供热数据；
基于供热数据在线计算各机组实时采暖供热量和工业供热量，进而计算全厂实时总采暖供热量和总工业供热量；
将全厂实时总采暖供热量和总工业供热量与各供热机组最大采暖供热量和工业供热量分别对比，在线核定热电厂当前最小运行方式。
进一步的技术方案，只考虑采暖供热的最小运行方式在线核定时，包括：
将全厂实时总采暖供热量和各供热机组最大采暖供热量进行比较，比较的顺序依次为高背压供热机组、低容量等级抽凝机组、高容量等级抽凝机组。
进一步的技术方案，如果高背压机组最大采暖供热量大于或等于全厂实时总采暖供热量，则输出当前最小运行方式为高背压机组运行。
进一步的技术方案，如果高背压机组最大采暖供热量小于全厂实时总采暖供热量，则按照低容量等级、高容量等级抽凝机组的顺序依次增加开机，直至开机机组的最大采暖供热量之和大于或等于全厂实时总采暖供热量，输出当前的全厂最小运行方式为此时的供热机组运行。
进一步的技术方案，同时考虑采暖和工业供热的最小运行方式在线核定时，包括：
基于在线核定的只考虑采暖供热的最小运行方式，比较全厂实时总工业供热量和开机的供工业供热机组的设计最大工业供热量之和；
如果各工业供热机组的最大工业供热量之和大于或等于全厂实时总工业供热量，则同时考虑采暖和工业供热的最小运行方式和只考虑采暖供热的最小方式相同。
进一步的技术方案，如果各工业供热机组的最大工业供热量之和小于全厂实时总工业供热量，则按照低容量等级、高容量等级的顺序依次增加工业供热机组开机，直至各开机机组的最大工业供热量之和大于或等于全厂实时总工业供热量，输出当前的全厂最小运行方式为此时的供热机组运行。
进一步的技术方案，在线核定热电厂当前最小运行方式时，如果某台供热机组单独为一个供热首站供汽，则该机组必须开机。
进一步的技术方案，如果高背压供热机组本机不带抽汽且热网供水温度要求在高背压机组设计背压对应的饱和温度以上时，高背压机组单机运行无法满足热网供水温度要求，必须增加一台抽凝机组配合运行。
进一步的技术方案，如果某台工业供汽机组供汽压力与其他机组不同，在满足工业供热最小运行方式时，该机组必须开机。
另一方面，公开了一种热电厂最小运行方式的在线核定系统，包括：服务器，所述服务器被配置为：与热电机组在线监测系统建立通信，基于热电机组在线监测系统实时获取热电厂供热机组的供热数据；
基于供热数据在线计算各机组实时采暖供热量和工业供热量，进而计算全厂实时总采暖供热量和总工业供热量；
将全厂实时总采暖供热量和总工业供热量与各供热机组最大采暖供热量和工业供热量分别对比，在线核定热电厂当前最小运行方式。
以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
本公开技术方案利用在线监测系统监测的实时供热数据，在线核定热电厂最小运行方式，解决了人工利用离线数据核定不准确和工作量大的问题，有助于调度部门根据新能源和外电的上网情况，更加合理有序的安排热电厂的机组调停计划，有效提升电网调峰裕量，促进新能源消纳。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开实施例流程图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
基于目前各省都建立了热电机组在线监测平台，可以实时监测全厂和各机组供热数据，如果能利用这些供热数据，实现热电厂最小运行方式的在线核定，可以为电网调度部门合理制定机组调停计划提供重要依据，在满足民生供热的基础上有效提升全网调峰裕量，促进新能源消纳。
热电厂最小运行方式是电网调度部门制定全网直调热电机组开机计划的重要参考，电厂的最小运行方式是满足供热前提下电厂的最小开机方式，电网调度部门据此确定电厂的开机机组和调停计划。
如图1所示，本实施例公开了一种热电厂最小运行方式的在线核定方法，包括：
(1)已知热电厂有多台供热机组，包括高背压供热机组和不同容量等级的抽凝供热机组，其中高背压供热机组只供采暖，抽凝供热机组同时供采暖和工业，所有供热机组均接入热电机组在线监测系统，可以实时监测和调用机组的供热数据；
(2)利用热电机组在线监测系统实时监测的各机组供热数据，在线计算各机组实时采暖供热量和工业供热量，进而计算全厂实时总采暖供热量和总工业供热量；
(3)利用全厂各供热机组设计资料，计算各供热机组设计最大采暖供热量和工业供热量；
(4)在线核定热电厂当前最小运行方式，分别为只考虑采暖供热的最小运行方式和同时考虑采暖和工业供热的最小运行方式。只考虑采暖供热的最小运行方式核定采用如下方案：
将步骤2计算的全厂实时总采暖供热量和步骤3计算的各供热机组设计最大采暖供热量进行比较，比较的顺序依次为高背压供热机组、低容量等级抽凝机组、高容量等级抽凝机组，如果高背压机组设计最大采暖供热量大于或等于全厂实时总采暖供热量，则系统输出当前最小运行方式为高背压机组运行，如果高背压机组设计最大采暖供热量小于全厂实时总采暖供热量，则按照低容量等级、高容量等级抽凝机组的顺序依次增加开机，直至开机机组的设计最大采暖供热量之和大于或等于全厂实时总采暖供热量，系统输出当前的全厂最小运行方式。
采用上述开机方式逻辑上比较简单，设计一定的开机顺序原则，开机顺序原则是电厂上网容量尽可能低，促进新能源消纳，依次比较开机机组最大供热量和全厂实时总供热量，满足供热就输出开机的机组。
(5)同时考虑采暖和工业供热的最小运行方式核定采用如下方案：
首先利用步骤4核定只考虑采暖供热的全厂最小运行方式，在此基础上比较全厂实时总工业供热量和开机的供工业供热机组的设计最大工业供热量之和，如果各工业供热机组的设计最大工业供热量之和大于或等于全厂实时总工业供热量，则同时考虑采暖和工业供热的最小运行方式和只考虑采暖供热的最小方式相同，如果各工业供热机组的设计最大工业供热量之和小于全厂实时总工业供热量，则按照低容量等级、高容量等级的顺序依次增加工业供热机组开机，直至各开机机组的设计最大工业供热量之和大于或等于全厂实时总工业供热量，系统输出当前的全厂最小运行方式。
(6)如果某台供热机组单独为一个供热首站供汽，则该机组必须开机；
(7)如果高背压供热机组本机不带抽汽且热网供水温度要求在高背压机组设计背压对应的饱和温度以上时，高背压机组单机运行无法满足热网供水温度要求，必须增加一台抽凝机组配合运行；
(8)如果某台工业供汽机组供汽压力与其他机组不同，在满足工业供热最小运行方式时，该机组必须开机。
在具体实施例子中，单独为一个首站供汽，说明有供热不可替代性，因此该机组必须开机；高背压机组本机不带抽汽时，高背压机组单独供热，热网供水温度受端差限制不能超过设计背压对应的饱和温度，一般是78度左右，可能达不到热网要求，因此要增加抽凝机组增加尖峰供汽；不同工业用户要求的压力不同，如果某台机组供汽压力与其他机组不同，说明供汽有不可替代性，因此该机组必须开机。上述是制定最小运行方式的补充原则。
所属步骤2中，高背压机组实时采暖供热量Qgb的计算公式如下：
Qgb＝qgb×(tcs-tjs)×4.187/1000
式中：Qgb是高背压机组实时供热量，GJ/h；qgb是监测的热网回水进高背压机组凝汽器的进水流量，t/h，tcs是监测的高背压机组的凝汽器出水温度，℃；tjs是监测的高背压机组凝汽器进水温度，℃；
抽凝机组实时采暖供热量Qcn的计算公式如下：
Qcn＝qcn×(hcn-hss)/1000
式中：Qcn是抽凝机组实时采暖供热量，GJ/h；qcn是监测的抽凝机组采暖抽汽流量，t/h，hcn是抽凝机组采暖抽汽焓kJ/kg，利用监测的采暖抽汽温度、抽汽压力结合IFC97水和蒸汽计算公式计算得到；hss是抽凝机组采暖抽汽疏水焓值，kJ/kg，利用监测的采暖抽汽疏水温度、抽汽压力结合IFC97水和蒸汽计算公式计算得到。
抽凝机组实时工业供热量Qgy的计算公式如下：
Qgy＝qgy×hgy/1000
式中：Qgy是抽凝机组实时工业供热量，GJ/h；qgy是监测的抽凝机组工业抽汽流量，t/h，hgy是抽凝机组工业抽汽焓kJ/kg，利用监测的工业抽汽温度、抽汽压力结合IFC97水和蒸汽计算公式计算得到。
全厂总实时采暖供热量Qcna的计算公式如下：
Qcna＝∑Qgb+∑Qcn
式中：Qcna是全厂实时总采暖供热量，GJ/h；∑Qgb是所有高背压机组实时采暖供热量之和，GJ/h；∑Qcn是所有抽凝机组实时采暖供热量之和，GJ/h；
全厂总实时工业供热量Qgya的计算公式如下：
Qgya＝∑Qgy
式中：Qgya是全厂实时总工业供热量，GJ/h；∑Qgy是所有抽凝机组实时工业供热量之和，GJ/h；
所述步骤3中，各供热机组设计最大采暖和工业供热量计算公式和步骤2相同，高背压机组凝汽器进水流量、进、出水温度均取设计额定值，抽凝机组采暖抽汽流量、压力、温度、疏水温度，工业抽汽流量、压力、温度均取设计额定值。
基于同样的发明构思，该实施例子公开了一种热电厂最小运行方式的在线核定系统，包括：服务器，所述服务器被配置为：与热电机组在线监测系统通信，基于热电机组在线监测系统实时获取热电厂供热机组的供热数据；
基于供热数据在线计算各机组实时采暖供热量和工业供热量，进而计算全厂实时总采暖供热量和总工业供热量；
将全厂实时总采暖供热量和总工业供热量与各供热机组最大采暖供热量和工业供热量分别对比，在线核定热电厂当前最小运行方式。
服务器将核定后的当前最小运行方式进行展示或下发至管理人员的移动终端。
此处具体的相关步骤参加上述方法的实施例子，此处不再进行详细说明。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。
Claims (8)
1.一种热电厂最小运行方式的在线核定方法，其特征是，包括：
实时获取热电厂供热机组的供热数据；
基于供热数据在线计算各机组实时采暖供热量和工业供热量，进而计算全厂实时总采暖供热量和总工业供热量；
将全厂实时总采暖供热量和总工业供热量与各供热机组最大采暖供热量和工业供热量分别对比，在线核定热电厂当前最小运行方式；具体的，只考虑采暖供热的最小运行方式在线核定时，包括：
将全厂实时总采暖供热量和各供热机组最大采暖供热量进行比较，比较的顺序依次为高背压供热机组、低容量等级抽凝机组、高容量等级抽凝机组；
其中，高背压机组实时采暖供热量的计算公式如下：
式中：是高背压机组实时供热量，GJ/h；/>是监测的热网回水进高背压机组凝汽器的进水流量，t/h；/>是监测的高背压机组的凝汽器出水温度，℃；/>是监测的高背压机组凝汽器进水温度，℃；
抽凝机组实时采暖供热量的计算公式如下：
式中：是抽凝机组实时采暖供热量，GJ/h；/>是监测的抽凝机组采暖抽汽流量，t/h；/>是抽凝机组采暖抽汽焓，kJ/kg，利用监测的采暖抽汽温度、抽汽压力结合IFC97水和蒸汽计算公式计算得到；/>是抽凝机组采暖抽汽疏水焓值，kJ/kg，利用监测的采暖抽汽疏水温度、抽汽压力结合IFC97水和蒸汽计算公式计算得到；
抽凝机组实时工业供热量的计算公式如下：
式中：是抽凝机组实时工业供热量，GJ/h；/>是监测的抽凝机组工业抽汽流量，t/h；/>是抽凝机组工业抽汽焓，kJ/kg，利用监测的工业抽汽温度、抽汽压力结合IFC97水和蒸汽计算公式计算得到；
如果高背压机组最大采暖供热量大于或等于全厂实时总采暖供热量，则输出当前最小运行方式为高背压机组运行；如果高背压机组最大采暖供热量小于全厂实时总采暖供热量，则按照低容量等级、高容量等级抽凝机组的顺序依次增加开机，直至开机机组的最大采暖供热量之和大于或等于全厂实时总采暖供热量，输出当前的全厂最小运行方式为此时的供热机组运行；
同时考虑采暖和工业供热的最小运行方式在线核定时，包括：
基于在线核定的只考虑采暖供热的最小运行方式，比较全厂实时总工业供热量和开机的工业供热机组的设计最大工业供热量；
如果各工业供热机组的最大工业供热量之和大于或等于全厂实时总工业供热量，则同时考虑采暖和工业供热的最小运行方式输出为抽凝供热机组运行；
如果各工业供热机组的最大工业供热量之和小于全厂实时总工业供热量，则按照低容量等级、高容量等级的顺序依次增加工业供热机组开机，直至各开机机组的最大工业供热量之和大于或等于全厂实时总工业供热量，输出当前的全厂最小运行方式为此时的供热机组运行。
2.如权利要求1所述的一种热电厂最小运行方式的在线核定方法，其特征是，在线核定热电厂当前最小运行方式时，如果某台供热机组单独为一个供热首站供汽，则该机组必须开机。
3.如权利要求1所述的一种热电厂最小运行方式的在线核定方法，其特征是，如果高背压供热机组本机不带抽汽且热网供水温度要求在设定温度以上时，高背压机组单机运行无法满足热网供水温度要求，必须增加一台抽凝机组配合运行。
4.如权利要求1所述的一种热电厂最小运行方式的在线核定方法，其特征是，如果某台工业供汽机组供汽压力与其他机组不同，在满足工业供热最小运行方式时，该机组必须开机。
5.一种热电厂最小运行方式的在线核定系统，其特征是，包括：服务器，所述服务器被配置为：与热电机组在线监测系统通信，基于热电机组在线监测系统实时获取热电厂供热机组的供热数据；
基于供热数据在线计算各机组实时采暖供热量和工业供热量，进而计算全厂实时总采暖供热量和总工业供热量；
将全厂实时总采暖供热量和总工业供热量与各供热机组最大采暖供热量和工业供热量分别对比，在线核定热电厂当前最小运行方式；具体的，只考虑采暖供热的最小运行方式在线核定时，包括：
将全厂实时总采暖供热量和各供热机组最大采暖供热量进行比较，比较的顺序依次为高背压供热机组、低容量等级抽凝机组、高容量等级抽凝机组；
其中，高背压机组实时采暖供热量的计算公式如下：
式中：是高背压机组实时供热量，GJ/h；/>是监测的热网回水进高背压机组凝汽器的进水流量，t/h；/>是监测的高背压机组的凝汽器出水温度，℃；/>是监测的高背压机组凝汽器进水温度，℃；
抽凝机组实时采暖供热量的计算公式如下：
式中：是抽凝机组实时采暖供热量，GJ/h；/>是监测的抽凝机组采暖抽汽流量，t/h；/>是抽凝机组采暖抽汽焓，kJ/kg，利用监测的采暖抽汽温度、抽汽压力结合IFC97水和蒸汽计算公式计算得到；/>是抽凝机组采暖抽汽疏水焓值，kJ/kg，利用监测的采暖抽汽疏水温度、抽汽压力结合IFC97水和蒸汽计算公式计算得到；
抽凝机组实时工业供热量的计算公式如下：
式中：是抽凝机组实时工业供热量，GJ/h；/>是监测的抽凝机组工业抽汽流量，t/h；/>是抽凝机组工业抽汽焓，kJ/kg，利用监测的工业抽汽温度、抽汽压力结合IFC97水和蒸汽计算公式计算得到；
如果高背压机组最大采暖供热量大于或等于全厂实时总采暖供热量，则输出当前最小运行方式为高背压机组运行；如果高背压机组最大采暖供热量小于全厂实时总采暖供热量，则按照低容量等级、高容量等级抽凝机组的顺序依次增加开机，直至开机机组的最大采暖供热量之和大于或等于全厂实时总采暖供热量，输出当前的全厂最小运行方式为此时的供热机组运行；
同时考虑采暖和工业供热的最小运行方式在线核定时，包括：
基于在线核定的只考虑采暖供热的最小运行方式，比较全厂实时总工业供热量和开机的工业供热机组的设计最大工业供热量；
如果各工业供热机组的最大工业供热量之和大于或等于全厂实时总工业供热量，则同时考虑采暖和工业供热的最小运行方式输出为抽凝供热机组运行；
如果各工业供热机组的最大工业供热量之和小于全厂实时总工业供热量，则按照低容量等级、高容量等级的顺序依次增加工业供热机组开机，直至各开机机组的最大工业供热量之和大于或等于全厂实时总工业供热量，输出当前的全厂最小运行方式为此时的供热机组运行。
6.如权利要求5所述的一种热电厂最小运行方式的在线核定系统，其特征是，在线核定热电厂当前最小运行方式时，如果某台供热机组单独为一个供热首站供汽，则该机组必须开机。
7.如权利要求5所述的一种热电厂最小运行方式的在线核定系统，其特征是，如果高背压供热机组本机不带抽汽且热网供水温度要求在设定温度以上时，高背压机组单机运行无法满足热网供水温度要求，必须增加一台抽凝机组配合运行。
8.如权利要求5所述的一种热电厂最小运行方式的在线核定系统，其特征是，如果某台工业供汽机组供汽压力与其他机组不同，在满足工业供热最小运行方式时，该机组必须开机。
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