CN112288268A - 火电机组煤质辨识方法、火电机组控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种火电机组煤质辨识方法，首先获取将要对机组的中间变量调整达到的量值，根据机组的各个中间变量要调整达到的量值，获得机组的总耗差，然后根据预先建立的耗差分配模型以及机组的总耗差，获得分配给各个煤质属性的耗差，进一步对于机组燃煤的每一煤质属性，根据分配给本煤质属性的耗差以及本煤质属性的标杆值获得本煤质属性的量值，以获得机组的各个煤质属性的量值。本发明通过分析机组耗差来辨识机组燃煤的煤质信息，考虑了机组运行状况的整体性，分析获得的煤质信息能够直接指导对锅炉的燃烧调整以及火电机组的控制。本发明还公开一种火电机组控制方法及系统。
Description
技术领域
本发明涉及火电站智能控制技术领域，特别是涉及一种火电机组煤质辨识方法。本发明还涉及一种火电机组控制方法及系统。
背景技术
火力发电站锅炉的具体燃烧状况与所用燃煤的煤质有直接的关系。对于当前“能源紧缺，市场煤，计划电”的现状，火电站用煤大多煤种类繁多，煤质波动较大，普遍存在配煤掺烧的现象。所用燃煤的各项性能指标与设计煤种偏离较大。因此，需要通过对火电机组的燃煤煤质进行实时的在线辨识，以指导对锅炉燃烧的调整以及火电机组协调控制。但是，现有的用于火电机组燃煤煤质的辨识方法存在局限性，得到结果不能直接用于指导对锅炉的燃烧调整以及火电机组的控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种火电机组煤质辨识方法，基于对机组耗差的分析获得煤质信息，辨识结果能够用于指导对火电机组的控制。本发明还提供一种火电机组控制方法及系统。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种火电机组煤质辨识方法，包括：
获取将要对机组的中间变量调整达到的量值，根据机组的各个所述中间变量要调整达到的量值，获得机组的总耗差；
根据预先建立的耗差分配模型以及机组的所述总耗差，获得分配给各个煤质属性的耗差；
对于机组燃煤的每一煤质属性，根据分配给本煤质属性的耗差以及本煤质属性的标杆值获得本煤质属性的量值，以获得机组的各个所述煤质属性的量值，煤质属性的标杆值是指在机组相应工况的最佳运行状态时该煤质属性的量值。
优选的，根据机组的各个所述中间变量要调整达到的量值，获得机组的总耗差包括：
根据机组的各个所述中间变量要调整达到的量值，分别获得各个所述中间变量对应的耗差；
求取各个所述中间变量对应的耗差之和，获得机组的总耗差。
优选的，建立的所述耗差分配模型描述为：
其中，X表示总耗差，aj表示第j煤质属性对应的权重系数，Xj表示分配给第j煤质属性的耗差，n表示选取机组的n个煤质属性，n为大于零的正整数。
优选的，建立所述耗差分配模型包括：根据机组的实际运行特性以及机组锅炉的具体负荷分布，建立所述耗差分配模型。
优选的，对于机组燃煤的每一煤质属性，根据分配给本煤质属性的耗差以及本煤质属性的标杆值获得本煤质属性的量值包括：
对于机组燃煤的每一煤质属性，根据分配给本煤质属性的耗差获得本煤质属性的量值与本煤质属性的标杆值之间的差量，根据两者的差量以及本煤质属性的标杆值，获得本煤质属性的量值。
一种火电机组控制方法，包括：
根据对机组操作的操作量，输出将要对机组的中间变量调整达到的量值；
根据输出的将要对机组的中间变量调整达到的量值，通过以上所述的火电机组煤质辨识方法获得机组燃煤的煤质信息，以根据获得的机组燃煤的煤质信息调整对机组操作的操作量。
优选的，具体包括：根据对机组操作的操作量，利用针对机组锅炉建立的燃烧模型进行运算，输出将要对机组的所述中间变量调整达到的量值。
优选的，根据关于机组锅炉的温度分布、机组燃煤的煤质信息的历史数据，进行模型构建与训练，建立出机组锅炉的燃烧模型。
一种火电机组控制系统，用于执行以上所述的火电机组控制方法。
由上述技术方案可知，本发明所提供的一种火电机组煤质辨识方法，首先获取将要对机组的中间变量调整达到的量值，根据机组的各个中间变量要调整达到的量值，获得机组的总耗差，然后根据预先建立的耗差分配模型以及机组的总耗差，获得分配给各个煤质属性的耗差，进一步对于机组燃煤的每一煤质属性，根据分配给本煤质属性的耗差以及本煤质属性的标杆值获得本煤质属性的量值，以获得机组的各个煤质属性的量值。
本发明的火电机组煤质辨识方法，通过分析机组耗差来辨识机组燃煤的煤质信息，考虑了机组运行状况的整体性，分析获得的煤质信息能够直接指导对锅炉的燃烧调整以及火电机组的控制。
本发明还提供一种火电机组控制方法及系统，能够达到上述有益效果。
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。
图1为本发明实施例提供的一种火电机组煤质辨识方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种火电机组控制方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种火电机组煤质辨识方法的流程图，由图可知，所述火电机组煤质辨识方法包括以下步骤：
S10：获取将要对机组的中间变量调整达到的量值，根据机组的各个所述中间变量要调整达到的量值，获得机组的总耗差。
机组的中间变量是指表征机组的运行状态的变量，这些变量不能直接操作改变。可选的，机组的中间变量可包括但不限于排烟温度、背压、氧量、飞灰可燃物浓度、主汽温、主汽压、再热汽温、再热汽压、再热减温水温度、过热减温水温度或者用电率。
在火电机组运行的控制过程中，根据对锅炉的燃烧调整以及对火电机组控制的具体方式，获得机组的各个中间变量将要调整达到的量值。具体的，根据机组的各个中间变量要调整达到的量值，获得机组的总耗差包括以下步骤：
S100：根据机组的各个所述中间变量要调整达到的量值，分别获得各个所述中间变量对应的耗差。
可选的，中间变量对应的耗差可根据以下公式计算：Xi＝(Bi-B* i)*bi，其中，bi表示第i中间变量的耗差系数，Bi表示第i中间变量的量值，B* i表示第i中间变量的标杆值，Xi表示第i中间变量对应的耗差。中间变量的标杆值是指在机组相应工况的最佳运行状态时该中间变量的量值。
在实际应用中，可以根据火电机组的历史运行数据、火电机组的性能试验数据或者机组已有智能化信息系统寻优所得到的数据，对于火电机组的不同工况，考虑相应工况下的约束条件，得到机组在相应工况下的最佳运行状态，将最佳运行状态时机组中间变量对应的量值作为在相应工况下中间变量的标杆值，从而获得在相应工况下各个中间变量的标杆值，获得机组不同工况下各个中间变量的标杆值。在机组某一工况下的各个中间变量的标杆值可表示为：B*＝{B* 1，…，B* i，…，B* m}，m表示选取机组的m个中间变量，m为大于零的正整数。另外，根据机组相应工况下各个中间变量的标杆值，可通过对机组进行热工实验获得在相应工况下各个中间变量的耗差系数。
S101：求取各个所述中间变量对应的耗差之和，获得机组的总耗差。可表示为：
X表示机组的总耗差。
可选的，根据机组的各个中间变量要调整达到的量值获得机组的总耗差不限于采用以上方法，还可以通过对机组的运行数据进行统计分析得到，或者通过对火电机组进行性能优化试验获得。
S11：根据预先建立的耗差分配模型以及机组的所述总耗差，获得分配给各个煤质属性的耗差。
可选的，机组燃煤的煤质属性包括但不限于煤的热值、煤的灰分、煤的挥发分、煤的水分、煤的含碳量、煤的含氢量或者煤的含氧量。
可选的，建立的耗差分配模型可描述为：
其中，X表示总耗差，aj表示第j煤质属性对应的权重系数，Xj表示分配给第j煤质属性的耗差，n表示选取机组的n个煤质属性，n为大于零的正整数。在实际应用中，可以根据火电机组的实际运行特性以及机组锅炉的具体负荷分布，或者结合火电机组长期的运行经验或者具体煤质试验，针对机组的煤质属性建立耗差分配模型。
S12：对于机组燃煤的每一煤质属性，根据分配给本煤质属性的耗差以及本煤质属性的标杆值获得本煤质属性的量值，以获得机组的各个所述煤质属性的量值。
煤质属性的标杆值是指在机组相应工况的最佳运行状态时该煤质属性的量值。在实际应用中，可根据锅炉交付的设计参数、电科院性能优化试验以及机组历史上的最优运行工况数据，确认在机组相应工况下，考虑相应约束条件的最佳运行状态时机组燃煤的具体煤质信息，作为相应工况下煤质信息的标杆值，可以将获得的煤质信息标杆值存储入库，以备应用。
具体的，对于机组燃煤的每一煤质属性，根据分配给本煤质属性的耗差以及本煤质属性的标杆值获得本煤质属性的量值包括：对于机组燃煤的每一煤质属性，根据分配给本煤质属性的耗差获得本煤质属性的量值与本煤质属性的标杆值之间的差量，根据两者的差量以及本煤质属性的标杆值，获得本煤质属性的量值。可表示为：Xj＝(Aj-A* j)*aj，其中，aj表示第j煤质属性对应的耗差系数，Aj表示第j煤质属性的量值，A* j表示第j煤质属性的标杆值，Xj表示分配给第j煤质属性的耗差。从而可以获得火电机组燃煤的各个煤质属性的量值。
本实施例的火电机组煤质辨识方法，通过分析机组耗差来辨识机组燃煤的煤质信息，考虑了机组运行状况的整体性，分析获得的煤质信息能够直接指导对锅炉的燃烧调整以及火电机组的控制。
相应的，请参考图2，图2为本发明实施例提供的一种火电机组控制方法的流程图，由图可知，所述火电机组控制方法包括以下步骤：
S20：根据对机组操作的操作量，输出将要对机组的中间变量调整达到的量值。
对机组进行操作相应的操作参数包括但不限于给煤机给煤量、一次风量、二次风量或者风煤比。
优选的，根据对机组操作的操作量，可利用针对机组锅炉建立的燃烧模型进行运算，输出将要对机组的所述中间变量调整达到的量值。在实际应用中，可根据关于机组锅炉的温度分布、机组燃煤的煤质信息的历史数据，进行模型构建与训练，从而建立出机组锅炉的燃烧模型。对应机组不同工况，考虑相应工况下约束条件，建立出相应工况下机组锅炉的燃烧模型，对应机组不同工况可建立出不同工况下的机组锅炉的燃烧模型。
S21：根据输出的将要对机组的中间变量调整达到的量值，通过以上所述的火电机组煤质辨识方法获得机组燃煤的煤质信息，以根据获得的机组燃煤的煤质信息调整对机组操作的操作量。
根据输出的将要对机组的中间变量调整达到的量值，通过以上所述的火电机组煤质辨识方法获得机组燃煤的煤质信息，根据分析得到的机组燃煤的煤质信息，可以重新分析和调整对机组操作的操作量。然后进入步骤S20。
本实施例的火电机组控制方法，根据机组的中间变量辨识获得机组燃煤的煤质信息，并根据分析获得的煤质信息反馈指导对机组的控制，构建了煤质信息反馈回路，指导对锅炉的燃烧的实时调整以及火电机组的控制，有助于提升对机组燃烧调整以及操作控制的准确性，有利于提高火电站的管理水平，有助于实现火电站无人值守的最终目标。
本发明实施例还提供一种火电机组控制系统，用于执行以上所述的火电机组控制方法。
本实施例的火电机组控制系统，根据机组的中间变量辨识获得机组燃煤的煤质信息，并根据分析获得的煤质信息反馈指导对机组的控制，构建了煤质信息反馈回路，指导对锅炉的燃烧的实时调整以及火电机组的控制，有助于提升对机组燃烧调整以及操作控制的准确性，有利于提高火电站的管理水平，有助于实现火电站无人值守的最终目标。
以上对本发明所提供的一种火电机组煤质辨识方法、火电机组控制方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种火电机组煤质辨识方法，其特征在于，包括：
获取将要对机组的中间变量调整达到的量值，根据机组的各个所述中间变量要调整达到的量值，获得机组的总耗差；
根据预先建立的耗差分配模型以及机组的所述总耗差，获得分配给各个煤质属性的耗差；
对于机组燃煤的每一煤质属性，根据分配给本煤质属性的耗差以及本煤质属性的标杆值获得本煤质属性的量值，以获得机组的各个所述煤质属性的量值，煤质属性的标杆值是指在机组相应工况的最佳运行状态时该煤质属性的量值。
2.根据权利要求1所述的火电机组煤质辨识方法，其特征在于，根据机组的各个所述中间变量要调整达到的量值，获得机组的总耗差包括：
根据机组的各个所述中间变量要调整达到的量值，分别获得各个所述中间变量对应的耗差；
求取各个所述中间变量对应的耗差之和，获得机组的总耗差。
3.根据权利要求1所述的火电机组煤质辨识方法，其特征在于，建立的所述耗差分配模型描述为：
其中，X表示总耗差，aj表示第j煤质属性对应的权重系数，Xj表示分配给第j煤质属性的耗差，n表示选取机组的n个煤质属性，n为大于零的正整数。
4.根据权利要求1所述的火电机组煤质辨识方法，其特征在于，建立所述耗差分配模型包括：根据机组的实际运行特性以及机组锅炉的具体负荷分布，建立所述耗差分配模型。
5.根据权利要求1-4任一项所述的火电机组煤质辨识方法，其特征在于，对于机组燃煤的每一煤质属性，根据分配给本煤质属性的耗差以及本煤质属性的标杆值获得本煤质属性的量值包括：
对于机组燃煤的每一煤质属性，根据分配给本煤质属性的耗差获得本煤质属性的量值与本煤质属性的标杆值之间的差量，根据两者的差量以及本煤质属性的标杆值，获得本煤质属性的量值。
6.一种火电机组控制方法，其特征在于，包括：
根据对机组操作的操作量，输出将要对机组的中间变量调整达到的量值；
根据输出的将要对机组的中间变量调整达到的量值，通过权利要求1-5任一项所述的火电机组煤质辨识方法获得机组燃煤的煤质信息，以根据获得的机组燃煤的煤质信息调整对机组操作的操作量。
7.根据权利要求6所述的火电机组控制方法，其特征在于，具体包括：根据对机组操作的操作量，利用针对机组锅炉建立的燃烧模型进行运算，输出将要对机组的所述中间变量调整达到的量值。
8.根据权利要求7所述的火电机组控制方法，其特征在于，根据关于机组锅炉的温度分布、机组燃煤的煤质信息的历史数据，进行模型构建与训练，建立出机组锅炉的燃烧模型。
9.一种火电机组控制系统，其特征在于，用于执行权利要求6-8任一项所述的火电机组控制方法。
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