CN112564100B - 基于空预器差压实时评估火电机组最大出力的方法及系统 - Google Patents

基于空预器差压实时评估火电机组最大出力的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本公开提出了基于空预器差压实时评估火电机组最大出力的方法及系统，包括：基于机组历史数据中不同额定出力对应的差压值，在每个负荷点对应的所有差压值中分别选取最大的若干个差压值；根据机组不同额定出力下负荷点有功功率及其对应的最大压差值进行建模，得到空预器压差与机组出力之间的关系；获取机组当前有功功率，根据所建模型中空预器压差与机组出力之间的关系计算得到的当前出力下空预器压差上限，然后再计算得到机组出力上限值；比较计算得到的空预器压差上限及机组出力上限值，取较小值，即为预测的当前空预器状态下，机组最大出力值。能够根据历史运行数据和当前的实时运行参数，实时计算机组的最大出力，为电网调峰、机组备用提供依据。

Description

基于空预器差压实时评估火电机组最大出力的方法及系统
技术领域
本公开属于火电机组最大出力评估预测技术领域，尤其涉及基于空预器差压实时评估火电机组最大出力的方法及系统。
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，掌握火电机组最大带负荷能力是在调峰状态下保障电网运行安全的重要基础。
发明人在研究中发现，火电机组最大出力受机组主机和辅机运行状态的影响，当主机或辅机发生故障或运行状态不佳的情况下，机组的最大出力会出现明显下降，现在的电网调度辅助系统无法提前预知这些信息，会出现高估机组出力，导致机组无法完成调峰任务影响电网整体调峰的情况。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本公开提供了基于空预器差压实时评估火电机组最大出力的方法，通过建立空预器相关参数与机组最大出力之间的影响模型，可以预测评估机组的最大出力能力，为电网合理安排调峰任务提供参考依据。
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：
第一方面，公开了基于空预器差压实时评估火电机组最大出力的方法，包括：
基于机组历史数据中不同额定出力对应的差压值，在每个负荷点对应的所有差压值中分别选取最大的若干个差压值；
根据机组不同额定出力下负荷点有功功率及其对应的最大压差值进行建模，得到空预器压差与机组出力之间的关系；
获取机组当前有功功率，根据所建模型中空预器压差与机组出力之间的关系计算得到的当前出力下空预器压差上限，然后再计算得到机组出力上限值；
比较计算得到的空预器压差上限及机组出力上限值，取较小值，即为预测的当前空预器状态下，机组最大出力值。
进一步的技术方案，机组历史数据中不同额定出力在选取时，额定出力从小至大间隔选取。
进一步的技术方案，负荷点的选取根据数据分析和预测精度的需要而进行增减。
进一步的技术方案，根据当前出力下空预器压差上限pmax计算得到机组出力上限值Pmax，具体为：
Figure BDA0002814799420000021
其中pnow为当前差压值，P额定为机组的额定出力。
进一步的技术方案，机组出力与空预器差压的对应关系会随着运行时间的延长而出现变化，因此，对空预器压差与机组出力之间的关系进行定期修正或实时滚动修正。
进一步的技术方案，对机组不同额定出力下负荷点有功功率及其对应的最大压差值进行函数关系拟合，得到空预器差压与机组出力之间的关系。
进一步的技术方案，根据机组基于最大出力值完成调峰任务。
第二方面，公开了基于空预器差压实时评估火电机组最大出力的系统，包括：
模型建立模块，被配置为：基于机组历史数据中不同额定出力对应的差压值，在每个负荷点对应的所有差压值中分别选取最大的若干个差压值；
根据机组不同额定出力下负荷点有功功率及其对应的最大压差值进行建模，得到空预器压差与机组出力之间的关系；
机组最大出力值实时评估模块，被配置为：获取机组当前有功功率，根据所建模型中空预器压差与机组出力之间的关系计算得到的当前出力下空预器压差上限，然后再计算得到机组出力上限值；
比较计算得到的空预器压差上限及机组出力上限值，取较小值，即为预测的当前空预器状态下，机组最大出力值。
以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
基于空预器是火电机组安全运行的重要辅机，通过建立空预器相关参数与机组最大出力之间的影响模型，可以预测评估机组的最大出力能力，为电网合理安排调峰任务提供参考依据，实现预测空预器异常情况下的机组最大出力。
本公开技术方案能够根据历史运行数据和当前的实时运行参数，实时计算机组的最大出力，为电网调峰、机组备用提供依据。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
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为本公开实施例空预器差压与机组有功功率对应关系示意图。
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。
实施例一
本实施例公开了基于空预器差压实时评估火电机组最大出力的方法，包括：
基于机组历史数据中不同额定出力对应的差压值，在每个负荷点对应的所有差压值中分别选取最大的若干个差压值；
根据机组不同额定出力下负荷点有功功率及其对应的最大压差值进行建模，得到空预器压差与机组出力之间的关系；
获取机组当前有功功率，根据所建模型中空预器压差与机组出力之间的关系计算得到的当前出力下空预器压差上限，然后再计算得到机组出力上限值；
比较计算得到的空预器压差上限及机组出力上限值，取较小值，即为预测的当前空预器状态下，机组最大出力值。
具体实施例子中，根据机组相关历史数据进行预处理。每个负荷点对应的空预器差压是一个范围，由机组运行规程可知空预器在每个负荷点对应的最大差压值可用来判断空预器状态是否能够支撑机组达到额定最大出力。为保证模型的准确性，对建模所需的空预器差压等数据有以下要求：所选时间段内的差压数据应覆盖45％-100％的锅炉蒸发量区间，且在各个蒸发量节点下都应有足够多的数据点，至少要有100组差压数据；数据预处理具体方法是(1)筛选出过去2个月内，额定出力为50％、60％、70％、80％、90％、100％时，及其对应的空预器差压数据；上述数据可从网源平台有数据库获取；(2)在每个负荷点对应的所有差压值中，分别选取最大的5个差压值。注意，负荷点的选取可根据数据分析和预测精度的需要而进行增减，并不限于必须选取上述六个负荷点。
根据这6个负荷点有功功率及其对应的最大压差值进行建模，得到空预器压差与机组出力Pnow之间的关系如下：
pmax＝f(Pnow) (1)
根据当前机组有功功率Pnow，依据式(1)计算得到的当前出力下空预器压差上限pmax，再根据公式(2)计算得到机组出力上限值Pmax。其中pnow为当前差压值，P额定为机组的额定出力。
Figure BDA0002814799420000051
比较计算得到的Pmax和P额定，取较小值，即为预测的当前空预器状态下，机组最大出力值Pemax：
Pemax＝min{Pmax，P额定} (3)
由于机组出力与空预器差压的对应关系会随着运行时间的延长而出现变化，因此需要定期对函数关系(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。
下面以某电厂#5机组B空预器为例说明本发明的实施过程。
先对历史数据进行预处理，选择其中有价值的数据。选取机组在负荷点165MW、198MW、231MW、264MW、297MW、330MW下对应的空预器差压的最大5个值，如图1所示。从图中可见最大的5个差压值几乎重合，说明空预器差压值的最大值复现性比较好。
1.对上述数据进行函数关系拟合，得到空预器差压pmax与机组出力
Pnow之间的关系如下：
pmax＝f(Pnow) (4)
2.根据当前机组有功功率Pnow，依据式(4)计算得到的当前出力下空预器的差压上限pmax，再根据公式(2)计算得到机组出力上限值Pmax。其中pnow为当前差压值，P额定为机组的额定出力。比较计算得到的Pmax和P额定，取较小值，即为预测的当前空预器状态下，机组最大
出力值Pemax：
本发明通过分析历史运行数据结合相关专业知识经验，建立了基于空预器差压实时评估机组最大出力的模型。
本发明在得到关系模型后，实现了通过监测分析空预器差压，动态评估修正机组最大出力的功能，能够实时掌握机组的向上调峰能力。
本发明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
本实施例的目的是提供一种计算装置,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，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例子一中的方法的具体步骤。
实施例三
本实施例的目的是提供一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时上述实施例子一中的方法的具体步骤。
实施例四
本实施例的目的是提供基于空预器差压实时评估火电机组最大出力的系统，包括：
模型建立模块，被配置为：基于机组历史数据中不同额定出力对应的差压值，在每个负荷点对应的所有差压值中分别选取最大的若干个差压值；
根据机组不同额定出力下负荷点有功功率及其对应的最大压差值进行建模，得到空预器压差与机组出力之间的关系；
机组最大出力值实时评估模块，被配置为：获取机组当前有功功率，根据所建模型中空预器压差与机组出力之间的关系计算得到的当前出力下空预器压差上限，然后再计算得到机组出力上限值；
比较计算得到的空预器压差上限及机组出力上限值，取较小值，即为预测的当前空预器状态下，机组最大出力值。
以上实施例二、三和四的装置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公开中的任一方法。
本领域技术人员应该明白，上述本公开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。本公开不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
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 (10)

1.基于空预器差压实时评估火电机组最大出力的方法，其特征是，包括：
基于机组历史数据中不同额定出力对应的差压值，在每个负荷点对应的所有差压值中分别选取最大的若干个差压值；
根据机组不同额定出力下负荷点有功功率及其对应的最大压差值进行建模，得到空预器压差与机组出力之间的关系；
获取机组当前有功功率，根据所建模型中空预器压差与机组出力之间的关系计算得到的当前出力下空预器压差上限，然后再计算得到机组出力上限值；
比较计算得到的空预器压差上限及机组出力上限值，取较小值，即为预测的当前空预器状态下，机组最大出力值。
2.如权利要求1所述的基于空预器差压实时评估火电机组最大出力的方法，其特征是，机组历史数据中不同额定出力在选取时，额定出力从小至大间隔选取。
3.如权利要求1所述的基于空预器差压实时评估火电机组最大出力的方法，其特征是，负荷点的选取根据数据分析和预测精度的需要而进行增减。
4.如权利要求1所述的基于空预器差压实时评估火电机组最大出力的方法，其特征是，根据当前出力下空预器压差上限pmax计算得到机组出力上限值Pmax，具体为：
Figure FDA0002814799410000011
其中pnow为当前差压值，P额定为机组的额定出力。
5.如权利要求1所述的基于空预器差压实时评估火电机组最大出力的方法，其特征是，机组出力与空预器差压的对应关系会随着运行时间的延长而出现变化，因此，对空预器压差与机组出力之间的关系进行定期修正或实时滚动修正。
6.如权利要求1所述的基于空预器差压实时评估火电机组最大出力的方法，其特征是，对机组不同额定出力下负荷点有功功率及其对应的最大压差值进行函数关系拟合，得到空预器差压与机组出力之间的关系。
7.如权利要求1所述的基于空预器差压实时评估火电机组最大出力的方法，其特征是，根据机组基于最大出力值完成调峰任务。
8.基于空预器差压实时评估火电机组最大出力的系统，其特征是，包括：
模型建立模块，被配置为：基于机组历史数据中不同额定出力对应的差压值，在每个负荷点对应的所有差压值中分别选取最大的若干个差压值；
根据机组不同额定出力下负荷点有功功率及其对应的最大压差值进行建模，得到空预器压差与机组出力之间的关系；
机组最大出力值实时评估模块，被配置为：获取机组当前有功功率，根据所建模型中空预器压差与机组出力之间的关系计算得到的当前出力下空预器压差上限，然后再计算得到机组出力上限值；
比较计算得到的空预器压差上限及机组出力上限值，取较小值，即为预测的当前空预器状态下，机组最大出力值。
9.一种计算装置,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，其特征是，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1-7任一所述方法的具体步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征是，该程序被处理器执行时上述权利要求1-7任一所述方法的具体步骤。
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