CN112287535A - 一种用于确定火电机组最低运行负荷的方法及系统 - Google Patents

一种用于确定火电机组最低运行负荷的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于确定火电机组最低运行负荷的方法及系统，其技术方案为：包括：获取火电机组的历史负荷和对应的脱硝系统入口温度；并对历史负荷数据进行预处理；根据历史负荷和脱硝系统入口温度拟合出机组负荷与脱硝系统入口温度的函数关系式；根据所述函数关系式得到脱硝前最低允许温度对应的机组最低负荷；根据所述机组最低负荷建立任意机组状态下的最低运行负荷计算模型。本发明能够根据历史运行数据和当前的实时运行参数，实时计算机组的最低运行负荷，为电网调峰、机组备用提供依据。

Description

一种用于确定火电机组最低运行负荷的方法及系统
技术领域
本发明涉及火电机组运行领域，尤其涉及一种用于确定火电机组最低运行负荷的方法及系统。
背景技术
近年来我国新能源发电发展迅速，风电光伏的发电量占比越来越高。为解决新能源消纳问题，火电机组的调峰作用日益重要。火电机组的调峰能力为电网消纳新能源提供了有利的保障，调峰作用的逐步发挥体现了火电机组在电网安全运行中的重要价值。对于电网来说，区分各机组低负荷运行的能力，掌握各机组能够达到的最低运行负荷是在调峰状态下保障电网运行安全的重要基础。
火电机组能否安全稳定运行受到燃烧稳定性和脱硝系统适应能力的影响。为了克服低负荷情况下的燃烧稳定性问题，大部分机组都采取了相应的稳燃措施，这种情况下，脱硝系统的入口温度就成为制约机组低负荷运行能力的关键因素。脱硝系统的入口温度过低时，脱硝催化剂不能正常工作，限制了机组进一步降低运行负荷的能力。当机组因设备、煤质等原因导致运行状态偏离正常范围时，更需要实时判断其实际能达到的最低运行负荷，作为电网调度确定备用容量的依据。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于确定火电机组最低运行负荷的方法及系统，能够根据历史运行数据和当前的实时运行参数，实时计算机组的最低运行负荷，为电网调峰、机组备用提供依据。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
第一方面，本发明的实施例提供了一种用于确定火电机组最低运行负荷的方法，，根据脱硝系统入口温度随负荷机组变化的规律与当前运行状态的负荷、脱硝装置入口烟温来判断机组的最低出力情况；包括：
获取火电机组的历史负荷和对应的脱硝系统入口温度；并对历史负荷数据进行预处理；
根据历史负荷和脱硝系统入口温度拟合出机组负荷与脱硝系统入口温度的函数关系式；
根据所述函数关系式得到脱硝前最低允许温度对应的机组最低负荷；
根据所述机组最低负荷建立任意机组状态下的最低运行负荷计算模型。
作为进一步的实现方式，机组负荷与脱硝系统入口温度的函数关系式需要定期修正。
作为进一步的实现方式，所述函数关系式可以实时滚动修正，也可以根据不同的火电机组确定隔设定时间集中修正。
作为进一步的实现方式，机组负荷L和脱硝系统入口温度T的函数关系式L＝f(T)。
作为进一步的实现方式，根据机组当前状态(Lp，Tp)可以得出机组受脱硝系统烟气温度限制的最低运行负荷Llimit为：
Llimit＝L0+Lp-f(Tp)；
其中，Lp表示当前负荷，Tp表示脱硝系统入口温度，L0表示脱硝前最低允许温度T0对应的机组最低负荷。
第二方面，本发明实施例还提供了一种用于确定火电机组最低运行负荷的系统，包括：
历史数据获取模块：用于获取火电机组的历史负荷和对应的脱硝系统入口温度；
函数关系式建立模块，用于根据历史负荷和脱硝系统入口温度拟合出机组负荷与脱硝系统入口温度的函数关系式；
机组最低负荷获取模块，用于根据所述函数关系式得到脱硝前最低允许温度对应的机组最低负荷；
最低运行负荷计算模型建立模块，用于根据所述机组最低负荷建立任意机组状态下的最低运行负荷计算模型。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，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程序时实现所述的用于确定火电机组最低运行负荷的方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现所述的用于确定火电机组最低运行负荷的方法。
上述本发明的实施例的有益效果如下：
(1)本发明的一个或多个实施方式通过分析历史运行数据结合机组运行规程和脱硝系统说明书，建立了确定脱硝入口烟温与机组最低运行负荷之间关系模型的方法，能够实时计算火电机组的最低运行负荷；
(2)本发明的一个或多个实施方式在得到关系模型后，实现了通过监测分析脱硝系统入口烟气温度，动态评估修正机组最低运行负荷的功能，能够实时掌握机组的最低出力能力；
(3)本发明的一个或多个实施方式通过实时滚动修正或定期修正模型函数的方法，保证了关系函数与机组状态的一致性。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明根据一个或多个实施方式的流程图；
图2是本发明根据一个或多个实施方式的机组负荷与脱硝入口最低温度对应关系图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请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申请的示例性实施方式。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；
实施例一：
本发明实施例提供了一种用于确定火电机组最低运行负荷的方法，如图1所示，包括：
获取火电机组的历史负荷和对应的脱硝系统入口温度；
根据历史负荷和脱硝系统入口温度拟合出机组负荷与脱硝系统入口温度的函数关系式；
根据所述函数关系式得到脱硝前最低允许温度对应的机组最低负荷；
根据所述机组最低负荷建立任意机组状态下的最低运行负荷计算模型。
具体的，首先对火电机组历史数据进行预处理，选择其中有价值的数据，然后根据历史数据寻找脱硝入口温度随负荷机组变化的规律；再由设备说明书和机组运行规程确定脱硝系统对烟气入口温度最低限制的要求，最后根据脱硝系统入口温度随负荷机组变化的规律与当前运行状态的负荷、脱硝装置入口烟温来判断机组的最低出力情况。
根据机组的历史负荷和对应的脱硝系统入口温度拟合出机组负荷L和脱硝系统入口温度T的函数关系式：
L＝f(T) (1)
进一步的，所述函数关系式为一元n次方程，其中的系数、次数可根据实际数据得到。
根据上述关系式，得到脱硝前最低允许温度T0对应的机组最低负荷L0；其中T0由脱硝系统的设计值给定。
假定当前的负荷为Lp、脱硝系统入口温度为Tp，则对应于此参数的机组状态的最低运行负荷Llimit为：
Llimit＝L0+Lp-f(Tp) (2)
对于任何实时的负荷为Lp、脱硝系统入口温度为Tp，都可以实时得出对应于当前状态且脱硝入口温度到达低限T0时的负荷，即为预测的机组最低运行负荷。
由于机组设备与脱硝系统随着运行时间的延长会出现变化，因此需要定期对公式(1)进行修正，可以实时滚动修正，也可以根据不同的机组确定隔一段时间集中修正。
本实施例通过分析历史运行数据结合机组运行规程和脱硝系统说明书，建立了确定脱硝入口烟温与机组最低运行负荷之间关系模型的方法；在得到关系模型后，实现了通过监测分析脱硝系统入口烟气温度，动态评估修正机组最低运行负荷的功能，能够实时掌握机组的最低出力能力。本实施例通过实时滚动修正或定期修正模型函数的方法，保证了关系函数与机组状态的一致性。
实施例二：
本实施例以某电厂#5机组为例说明实施过程：
首先对历史数据进行预处理，选择其中有价值的数据。分析机组两个月的历史数据，发现每个负荷点对应的脱硝入口温度是一个范围，由设备说明说和机组运行规程可知脱硝系统对烟气入口温度有最低限要求，所以只有脱硝系统正常运行时负荷点对应的最低烟气温度才能够用来判定脱硝装置入口烟温是否异常。
因此，选取机组各个负荷点对应的脱销入口温度最低值并对其进行函数关系拟合，如图2所示，得到机组负荷L和脱硝系统入口温度T的函数关系式：
L＝-0.0012T3+1.2186T2-409.63T+45827 (3)
本实施例中，脱硝系统要求的入口温度最低为295℃，若不考虑锅炉最低稳燃等因素影响，根据共式(3)可计算得到：
脱硝系统受限时，机组功率值L0＝f(295)。
假定当前的负荷为Lp、脱硝系统入口温度为Tp，则对应于此参数的机组状态的最低运行负荷Llimit为：
Llimit＝f(295)+Lp-f(Tp) (4)
对于任何实时的负荷为Lp、脱硝系统入口温度为Tp，都可以实时得出对应于当前状态且脱硝入口温度到达低限T0时的负荷，即为预测的机组最低运行负荷。
由于机组设备与脱硝系统随着运行时间的延长会出现变化，因此需要定期对函数关系(3)进行修正，可以实时滚动修正，也可以根据不同的机组确定隔一段时间集中修正。
实施例三：
本实施例提供了一种用于确定火电机组最低运行负荷的系统，包括：
历史数据获取模块：用于获取火电机组的历史负荷和对应的脱硝系统入口温度；
函数关系式建立模块，用于根据历史负荷和脱硝系统入口温度拟合出机组负荷与脱硝系统入口温度的函数关系式；
机组最低负荷获取模块，用于根据所述函数关系式得到脱硝前最低允许温度对应的机组最低负荷；
最低运行负荷计算模型建立模块，用于根据所述机组最低负荷建立任意机组状态下的最低运行负荷计算模型。
实施例四：
本实施例提供了一种电子设备，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程序时实现所述的用于确定火电机组最低运行负荷的方法。
实施例五：
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现所述的用于确定火电机组最低运行负荷的方法。
以上实施例三-五中涉及的各步骤与方法实施例一相对应，具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。术语“计算机可读存储介质”应该理解为包括一个或多个指令集的单个介质或多个介质；还应当被理解为包括任何介质，所述任何介质能够存储、编码或承载用于由处理器执行的指令集并使处理器执行本发明中的任一方法。
本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于确定火电机组最低运行负荷的方法，其特征在于，包括：
获取火电机组的历史负荷和对应的脱硝系统入口温度；并对历史负荷数据进行预处理；
根据历史负荷和脱硝系统入口温度拟合出机组负荷与脱硝系统入口温度的函数关系式；
根据所述函数关系式得到脱硝前最低允许温度对应的机组最低负荷；
根据所述机组最低负荷建立任意机组状态下的最低运行负荷计算模型。
2.根据权利要求1所述的一种用于确定火电机组最低运行负荷的方法，其特征在于，机组负荷与脱硝系统入口温度的函数关系式需要定期修正。
3.根据权利要求2所述的一种用于确定火电机组最低运行负荷的方法，其特征在于，所述函数关系式可以实时滚动修正，也可以根据不同的火电机组确定隔设定时间集中修正。
4.根据权利要求1所述的一种用于确定火电机组最低运行负荷的方法，其特征在于，机组负荷L和脱硝系统入口温度T的函数关系式L＝f(T)。
5.根据权利要求1或4所述的一种用于确定火电机组最低运行负荷的方法，其特征在于，根据机组当前状态(Lp，Tp)可以得出机组受脱硝系统烟气温度限制的最低运行负荷Llimit为：
Llimit＝L0+Lp-f(Tp)；
其中，Lp表示当前负荷，Tp表示脱硝系统入口温度，L0表示脱硝前最低允许温度T0对应的机组最低负荷。
6.根据权利要求1所述的一种用于确定火电机组最低运行负荷的方法，其特征在于，首先对火电机组历史数据进行预处理，选择其中有价值的数据；根据历史数据寻找脱硝入口温度随机组负荷变化的规律。
7.根据权利要求6所述的一种用于确定火电机组最低运行负荷的方法，其特征在于，根据脱硝系统入口温度随负荷机组变化的规律与当前运行状态的负荷、脱硝装置入口烟温来判断机组的最低出力情况。
8.一种用于确定火电机组最低运行负荷的系统，其特征在于，包括：
历史数据获取模块：用于获取火电机组的历史负荷和对应的脱硝系统入口温度；
函数关系式建立模块，用于根据历史负荷和脱硝系统入口温度拟合出机组负荷与脱硝系统入口温度的函数关系式；
机组最低负荷获取模块，用于根据所述函数关系式得到脱硝前最低允许温度对应的机组最低负荷；
最低运行负荷计算模型建立模块，用于根据所述机组最低负荷建立任意机组状态下的最低运行负荷计算模型。
9.一种电子设备，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程序时实现如权利要求1-7任一项所述的用于确定火电机组最低运行负荷的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的用于确定火电机组最低运行负荷的方法。
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