CN113300410A - 热电联产机组的全厂负荷优化控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热电联产机组的全厂负荷优化控制系统及方法，涉及发电技术领域，该系统包括优化管理单元、控制器单元、输入输出单元和供电单元，控制器单元与优化管理单元、输入输出单元通讯连接，供电单元与优化管理单元、控制器单元、输入输出单元电连接，控制器单元与电厂远动装置通讯连接，输入输出单元与各机组的DCS系统通讯连接。控制器单元获取全厂负荷指令，结合各机组的实时运行信息，计算各台机组的最佳负荷并形成最佳负荷指令，在通过输入输出单元下发相应的机组，完成全厂负荷的优化，同时，优化管理单元可显示指令和信息等数据，使工作人员一目了然，在整体上填补了热电联产机组全厂负荷优化技术的空白。

Description

热电联产机组的全厂负荷优化控制系统及方法
技术领域
本发明涉及发电技术领域，具体涉及一种热电联产机组的全厂负荷优化控制系统及方法。
背景技术
随着节能发电调度模式的推广，有条件的地区试点实行有“分机组调度”调整为“分厂调度”。厂级调度是将发电厂整体上视为调度对象，接收调度主站下发的全厂有功指令，按照既定的性能指标或约束条件让全厂各台机组依据自身实际情况响应电网负荷指令的变化，共同完成全厂有功功率的闭环控制。在电厂实施厂级AGC负荷优化控制系统，能在确保电网安全、稳定、经济的情况下，兼顾电厂的安全经济运行，达到电网与电厂的双赢。
目前厂级调度系统还停留在研究阶段，而且相关研究主要集中在纯凝机组的全厂负荷优化控制，尚未涉及热电联产机组，亟需一种热电联产机组的全厂负荷优化控制系统或方法。
发明内容
为此，本发明提供一种热电联产机组的全厂负荷优化控制系统及方法，以填补热电联产机组的厂级调度系统的技术空白。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的第一方面，一种热电联产机组的全厂负荷优化控制系统，包括优化管理单元、控制器单元、输入输出单元和供电单元，所述控制器单元与所述优化管理单元、输入输出单元通讯连接，所述供电单元与所述优化管理单元、控制器单元、输入输出单元电连接，所述控制器单元与电厂远动装置通讯连接，所述输入输出单元与各机组的DCS系统通讯连接；
其中，所述优化管理单元用于接收上送的指令和信息等数据，并对数据进行存储和展示，并进行控制模式的切换；
所述控制器单元用于获取全厂负荷指令和各台机组的实时运行信息，上送全厂负荷信息，计算各台机组的最佳负荷并形成最佳负荷指令，向各机组下发相应的最佳负荷指令；
所述输入输出单元用于输入各机组的实时运行信息，输出最佳负荷指令。
进一步地，所述优化管理单元为服务器或工作站。
进一步地，所述优化管理单元为两台冗余运行的服务器。
进一步地，所述控制器单元包括冗余方式运行的主控制器和从控制器。
进一步地，所述输入输出单元包括通讯模块以及与所述通讯模块数据线连接的模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块、开关量输出模块。
本发明的第二方面，一种热电联产机组的全厂负荷优化控制方法，包括以下步骤：
获取全厂负荷指令和各台机组的实时运行信息；
计算各台机组的最佳负荷并形成最佳负荷指令；
向各机组下发相应的最佳负荷指令。
进一步地，所述获取全厂负荷指令，具体包括：控制器单元通过电厂远动装置获取电网调度系统下发的全厂负荷指令。
进一步地，所述获取各台机组的实时运行信息，具体包括：控制器单元通过输入输出单元获取各DCS系统采集的机组实时运行信息。
进一步地，所述计算各台机组的最佳负荷指令，具体包括：控制器单元根据全厂负荷指令，结合各台机组的实时运行信息，计算各台机组的最佳负荷。
进一步地，所述向各机组下发相应的最佳负荷指令，具体包括：控制器单元通过输入输出单元向各机组下发相应的最佳负荷指令。
本发明具有如下优点：
本发明提供了一种热电联产机组的全厂负荷优化控制系统及方法，输入输出单元向控制器单元输入各机组的实时运行信息，控制器单元获取全厂负荷指令，结合各机组的实时运行信息，计算各台机组的最佳负荷并形成最佳负荷指令，在通过输入输出单元下发相应的机组，完成全厂负荷的优化，同时，优化管理单元可显示指令和信息等数据，使工作人员一目了然，在整体上填补了热电联产机组全厂负荷优化技术的空白；作为电厂生产运行的核心平台，各项指令和信息可视化，用于监视和控制发电厂发电、供热实时生产过程，控制器单元自动形成最佳负荷指令并下发各机组，在保证机组与热网安全运行的前提下，实现厂级综合协调，优化控制，满足电网、以电厂安全、优质、经济运行和节能发电调度需要；本系统综合考虑了机组运行工况及供热、热网约束，根据电网全厂负荷指令，进行机组发电负荷的优化控制，可有效提高机组的运行经济效益，降低供电煤耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
图1为本发明具体实施方式提供的一种热电联产机组的全厂负荷优化控制系统的示意图；
图2为本发明具体实施方式提供的热电联产机组的全厂负荷优化控制方法的流程图。
图中：1-优化管理单元，2-控制器单元，3-输入输出单元，4-供电单元，5-远动装置，6-DCS系统。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。
本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，一种热电联产机组的全厂负荷优化控制系统，包括优化管理单元1、控制器单元2、输入输出单元3和供电单元4。
优化管理单元1与控制器单元2进行通讯连接，例如通过以太网连接。输入输出单元3与控制器单元2通讯连接，例如通过以太网连接。控制器单元2与电厂远动装置5通讯连接，例如通过以太网连接。供电单元4用于为优化管理单元1、控制器单元2以及输入输出单元3供电，可通过线缆连接。
优化管理单元1可采用服务器或工作站形式，一般为两台冗余运行的服务器。优化管理单元1与控制器单元2进行通讯，接收控制器上送指令和信息等数据，并对数据进行存储和展示，同时可支持运行人员进行控制模式的切换。不仅可以看到各机组的信息数据，还能看到获取或下发的指令，使工作人员一目了然。
控制器单元2与电厂远动装置5通讯连接，例如通过以太网连接，一方面远动装置5获取电网调度系统下发的全厂负荷指令，另一方面通过远动装置5向电网调度系统上送全厂负荷信息。控制器单元2可根据电网下发的全厂负荷指令，结合电厂各台机组的实时运行信息，计算各台机组的最佳负荷并形成最佳负荷指令。控制器单元2包括主控制器和从控制器，主控制器和从控制器之间采用冗余方式运行。
输入输出单元3包括通讯模块以及与通讯模块数据线连接的模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块、开关量输出模块，输入输出单元3与各机组的机组集散控制系统(DCS系统6)通讯连接，输入各机组的实时运行信息，并输出最佳负荷指令。采集的运行信息包括机组负荷信息、运行上限信息、运行下限信息、负荷指令反馈信息、AGC投入/退出信号灯信息。
输入输出单元3向控制器单元2输入各机组的实时运行信息，控制器单元2获取全厂负荷指令，结合各机组的实时运行信息，计算各台机组的最佳负荷并形成最佳负荷指令，在通过输入输出单元3下发相应的DCS系统6，从而使相应机组按照其最佳负荷进行工作，完成全厂负荷的优化，同时，优化管理单元1可显示指令和信息等数据，使工作人员一目了然，在整体上填补了热电联产机组全厂负荷优化技术的空白；作为电厂生产运行的核心平台，各项指令和信息可视化，用于监视和控制发电厂发电、供热实时生产过程，控制器单元2自动形成最佳负荷指令并下发各机组，在保证机组与热网安全运行的前提下，实现厂级综合协调，优化控制，满足电网、以电厂安全、优质、经济运行和节能发电调度需要；本系统综合考虑了机组运行工况及供热、热网约束，根据电网全厂负荷指令，进行机组发电负荷的优化控制，可有效提高机组的运行经济效益，降低供电煤耗。
如图2所示，本实施例还提供了一种热电联产机组的全厂负荷优化控制方法，包括以下步骤：
S1，获取全厂负荷指令和各台机组的实时运行信息。具体的，控制器单元通过电厂远动装置获取电网调度系统下发的全厂负荷指令；控制器单元通过输入输出单元获取各DCS系统采集的机组实时运行信息。
S2，计算各台机组的最佳负荷并形成最佳负荷指令。具体的，控制器单元根据全厂负荷指令，结合各台机组的实时运行信息，计算各台机组的最佳负荷，然后根据最佳负荷形成最佳负荷指令。
S3，向各机组下发相应的最佳负荷指令。具体的，控制器单元通过输入输出单元向各机组下发相应的最佳负荷指令。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种热电联产机组的全厂负荷优化控制系统，其特征在于，包括优化管理单元、控制器单元、输入输出单元和供电单元，所述控制器单元与所述优化管理单元、输入输出单元通讯连接，所述供电单元与所述优化管理单元、控制器单元、输入输出单元电连接，所述控制器单元与电厂远动装置通讯连接，所述输入输出单元与各机组的DCS系统通讯连接；
其中，所述优化管理单元用于接收上送的指令和信息等数据，并对数据进行存储和展示，并进行控制模式的切换；
所述控制器单元用于获取全厂负荷指令和各台机组的实时运行信息，上送全厂负荷信息，计算各台机组的最佳负荷并形成最佳负荷指令，向各机组下发相应的最佳负荷指令；
所述输入输出单元用于输入各机组的实时运行信息，输出最佳负荷指令。
2.根据权利要求1所述的热电联产机组的全厂负荷优化控制系统，其特征在于，所述优化管理单元为服务器或工作站。
3.根据权利要求1所述的热电联产机组的全厂负荷优化控制系统，其特征在于，所述优化管理单元为两台冗余运行的服务器。
4.根据权利要求1所述的热电联产机组的全厂负荷优化控制系统，其特征在于，所述控制器单元包括冗余方式运行的主控制器和从控制器。
5.根据权利要求1所述的热电联产机组的全厂负荷优化控制系统，其特征在于，所述输入输出单元包括通讯模块以及与所述通讯模块数据线连接的模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块、开关量输出模块。
6.一种热电联产机组的全厂负荷优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取全厂负荷指令和各台机组的实时运行信息；
计算各台机组的最佳负荷并形成最佳负荷指令；
向各机组下发相应的最佳负荷指令。
7.根据权利要求6所述的热电联产机组的全厂负荷优化控制方法，其特征在于，所述获取全厂负荷指令，具体包括：控制器单元通过电厂远动装置获取电网调度系统下发的全厂负荷指令。
8.根据权利要求6所述的热电联产机组的全厂负荷优化控制方法，其特征在于，所述获取各台机组的实时运行信息，具体包括：控制器单元通过输入输出单元获取各DCS系统采集的机组实时运行信息。
9.根据权利要求6所述的热电联产机组的全厂负荷优化控制方法，其特征在于，所述计算各台机组的最佳负荷，具体包括：控制器单元根据全厂负荷指令，结合各台机组的实时运行信息，计算各台机组的最佳负荷。
10.根据权利要求6所述的热电联产机组的全厂负荷优化控制方法，其特征在于，所述向各机组下发相应的最佳负荷指令，具体包括：控制器单元通过输入输出单元向各机组下发相应的最佳负荷指令。
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