基于煤耗与可控因子关系的耗差分析模型实验系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于煤耗与可控因子关系的耗差分析模型实验系统及方法，涉及发电机组运行控制技术。本系统是操作控制平台、发电机组、中间变量监测器、煤耗计算器和数据发布器依次连接。本方法是：①设定边界；②确定输入因子和中间变量；③确定中间变量与可控因子间的对应关系；                                                主要中间变量筛选；进行单因子试验；建立耗差与主要可控因子间的关系；进行多因子试验；建立耗差分析模型。本发明专利技术建立了运行人员操作行为即可控因子和煤耗间的关系，确立了新的耗差分析模型；依据本耗差分析模型，可以确定最优可控因子组合，从而对运行人员的实际操作行为进行指导。

【技术实现步骤摘要】
基于煤耗与可控因子关系的耗差分析模型实验系统及方法
本专利技术涉及发电机组运行控制技术，尤其涉及一种基于煤耗与可控因子关系的耗差分析模型实验系统及方法。
技术介绍
目前火电厂对运行人员操作采取的考核方法是小指标竞赛考核方法，具体步骤如图1所示：①由电厂DCS和SIS系统对电厂的各项运行数据进行采集-101；②对采集数据中的小指标与标准值进行比较-102；③附加指标超限考核-105和系统管理-106、小指标竞赛规则107后得到小指标竞赛排名-103；④对最终得分数据进行发布-104。通过对国内五大发电企业的调研，得到我国目前对于火电机组小指标标准值确定方法主要有以下几种：1)采用制造厂提供的设计值；2)采用火电机组热力试验的结果；3)采用变工况热力计算的结果；4)采用历史数据的统计值；5)自动寻优确定；6)数据挖掘技术。定压运行时，对于主蒸汽压力、主蒸汽温度和再热蒸汽温度等一类参数的优化目标值，各电厂均采用制造厂提供的设计值来确定；当火电机组滑压运行时，一般采用热力试验的方法或变工况热力计算的方法来得到不同负荷下主蒸汽压力的优化目标值。这种基于小指标竞赛的考核方法存在着一定的弊端：小指标竞赛得分与煤耗相关性较弱，不能真实反映机组经济水平；小指标结果不能反映指标波动，忽视了参数波动引起的各种浪费；小指标竞赛无法指导运行操作，没有形成一套完整的操作流程；小指标竞赛无法约束运行操作，运行人员选择的操作往往是最轻松的，而不是最经济的操作方式。此外，传统的三级小指标评价系统中所指的最优为某一时刻的煤耗最低。因此，有必要建立一种可指导运行人员的操作行为(这里称作可控因子)的新的耗差计算方法，并建立一套可指导运行人员实际操作的操作标准。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种基于煤耗与可控因子关系的耗差分析模型实验系统及方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术在火电厂现有的设备条件下，基于六西格玛统计学的思想，综合考虑安全、经济和环保等边界因素，以提高整个系统的抗干扰能力和实现稳定性、可持续性为目标，确定机组运行达到长时间下的最优。根据该耗差计算方法就可以指导运行人员以长期最优运行方式为目标进行实际操作，实现发电厂运行系统的优化运行。为了对运行人员的操作行为进行指导，本专利技术提供了试验系统、试验方法，并提出了一种新的耗差分析及计算模型。通过直接确立耗差与可控操作因子间的约束关系，既可以指导运行人员的操作行为，又可以克服传统小指标计算方式的缺陷。根据本专利技术提出的新的耗差分析模型，可以找出机组长期最优运行时可控因子的最优组合，从而建立起一套运行人员实际操作指导标准，为火电机组高效运行，指导运行人员的操作提供依据。本专利技术提出的耗差分析新方法可操作性更强，且经济性也得到了最大保障。一、耗差分析模型实验系统(简称本系统)本系统包括工作对象——发电机组；设置有操作控制平台、中间变量监测器、煤耗计算器和数据发布器；其连接关系是：操作控制平台、发电机组、中间变量监测器、煤耗计算器和数据发布器依次连接。工作原理：操作控制平台和发电机组连接，能够根据要求实时对发电机组进行控制，操作控制平台是运行人员日常操作的对象；中间变量监测器对发电机组运行中的中间变量的变化进行监测，将监测结果送到煤耗计算器计算此时系统的煤耗值，最后通过数据发布器发布相关数据。二、耗差分析模型建立方法(简称本方法)如图3，本方法的实现步骤如下：①设定边界；②确定输入因子和中间变量；③确定中间变量与可控因子间的对应关系；④主要中间变量筛选；⑤进行单因子试验；⑥建立耗差与主要可控因子间的关系；⑦进行多因子试验；⑧建立耗差分析模型。本方法的特征在于：1、在确定可控因子和煤耗间的关系时，并不通过直接测量的方法，而是通过先确定可控因子和中间变量的关系，再根据中间变量和煤耗间的关系间接确定可控因子和煤耗之间的关系，消除了噪音对试验测量的干扰。2、中间变量和主要可控因子的确立均以对煤耗的影响大小为依据，忽略了影响较小的中间变量和可控因子，减小了工作量。3、确定可控因子和中间变量关系的方法是：先进行单因子试验，找到可控因子和中间变量的关系，然后对可控因子进行筛选，选出对中间变量影响较大的可控因子。4、确定可控因子和煤耗关系的方法是：根据传统耗差分析，建立中间变量和煤耗之间的关系，代入可控因子和中间变量关系，得到可控因子和煤耗间的关系；通过对可控因子进行多因子试验，对确立的基于可控因子和煤耗间约束关系的耗差分析模型加以修正；最后利用现代质量管理统计软件MINITAB对试验数据进行统计分析，确定主要可控因子与煤耗关系，完成耗差分析模型的建立。本专利技术具有下列优点和积极效果：①建立了运行人员操作行为即可控因子和煤耗间的关系，确立了新的耗差分析模型；②从运行实际出发，在部分标准化作业程序中，引入手动干预，进一步提高了耗差分析方法的经济性和准确性；③依据本耗差分析模型，可以确定最优可控因子组合，从而对运行人员的实际操作行为进行指导。附图说明图1为小指标竞赛流程图，图中：101—电厂运行数据(DCS、SIS系统)，102—数据采集，103—小指标竞赛排名，104—数据发布，105—指标超限考核，106—系统管理，107—小指标竞赛规则。图2为本系统的结构方框图，图中：201—操作控制平台，202—发电机组，203—中间变量监测器，204—煤耗计算器，205—数据发布器；图3为本方法的步骤图，图中：301—设定边界，302—初步确定输入因子和中间变量，303—确定中间变量与可控因子间的对应关系，304—筛选主要中间变量，305—单因子实验，306—建立耗差与主要可控因子间的关系，307—多因子实验，308—建立耗差分析模型。图4为锅炉系统结构图，图中：401—煤质，402—制粉系统，403—风烟系统。图5为汽机系统结构图，图中：501—水质，502—循环水及真空系统，503—凝结水系统，504—给水系统，505—减温水系统，506—汽轮机。图6为厂用电系统结构图，图中：601—炉侧相关电气系统，602—机侧相关电气系统，603—电除尘系统，604—脱硫相关电气系统，605—公用系统。图7为中间变量对煤耗影响的柏拉图。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明：一、系统1、总体如图2，本系统包括工作对象——发电机组202；设置有操作控制平台201、中间变量监测器203、煤耗计算器204和数据发布器205；其连接关系是：操作控制平台201、发电机组202、中间变量监测器203、煤耗计算器204和数据发布器205依次连接。2、功能部件本系统所述的功能部件均为通用件。1)操作控制平台201操作控制平台201是指火电厂运行操作人员对发电机组进行操作的平台；其功能是对发电机组的各项参数设置进行调节。2)发电机组202发电机组202是指火电厂的发电机组，是运行操作人员的控制对象。3)中间变量监测器203中间变量监测器203是对选取的中间变量的值进行监控。4)煤耗计算器204煤耗计算器204是根据中间变量的值计算煤耗大小。5)数据发布器205数据发布器205是发布系统此时的运行状态和煤耗值。二、方法如图3，本方法的实现步骤如下：①设定边界301在实际运行中，不同配煤掺烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于煤耗与可控因子关系的耗差分析模型实验系统，包括发电机组（202），其特征在于：设置有操作控制平台（201）、中间变量监测器（203）、煤耗计算器（204）和数据发布器（205）；其连接关系是：操作控制平台（201）、发电机组（202）、中间变量监测器（203）、煤耗计算器（204）和数据发布器（205）依次连接。

【技术特征摘要】
1.一种实验系统的耗差分析模型建立方法，其特征在于，所述实验系统为基于煤耗与可控因子关系的耗差分析模型实验系统，所述实验系统包括发电机组(202)，所述实验系统设置有操作控制平台(201)、中间变量监测器(203)、煤耗计算器(204)和数据发布器(205)；其连接关系是：操作控制平台(201)、发电机组(202)、中间变量监测器(203)、煤耗计算器(204)和数据发布器(205)依次连接；所述操作控制平台(201)用于运行操作人员对发电机组(202)的各项参数设置进行调节；所述发电机组(202)为运行操作人员的控制对象；所述中间变量监测器(203)用于对所述发电机组(202)运行中的中间变量的值进行监测，并将监测结果发送至所述煤耗计算器(204)；所述煤耗计算器(204)用于根据所述中间变量的值来计算煤耗大小；所述数据发布器(205)用于发布系统当前的运行状态和煤耗值；所述操作控制平台(201)还用于对多个可控因子进行控制，对建立的单个可控因子和煤耗间的关系加以修正；所述方法包括下列步骤：①设定边界(301)，其中包括：将煤种边界、负荷边界、设备边界、环境温度边界以及不可控噪声设置为边界条件；②确定输入因子和中间变量(302)，其中：输入因子分为噪声因子、标准化作业程序因子和可控因子；噪声因子和不可手动操作的标准化作业程序因子归为不可控因子，并作为边界条件；③确定中间变量与可控因子间的对应关系(303)，其中包括：在对输入因子及中间变量进行初步筛选及归纳的基础上，确定对各个中间变量分别产生影响的可控因子，获取中间变量与可控因子之间的对应关系；所述中间变量包括：氧量、空预器漏风率、排烟温度、飞灰可燃物、炉渣可燃物、主汽温度、主汽压力、再热汽温、再热减温水量、真空、回热系统加热、循环水温升与厂用电率；所述氧量对应的可控因子包括：一次风量、配风方式与风箱压差；所述空预器漏风率对应的可控因子包括：空预器漏风控制装置工作方式；所述排烟温度对应的可控因子包括：磨煤机组合方式、热一次风压、二次风量、配风方式、风箱差压、燃烧器摆角与分离燃尽风SOFA摆角；所述飞灰可燃物对应的可控因子包括：磨煤机组合方式、热一次风压，磨分离器出口温度、二次风量、配风方式、风箱差压、燃烧器摆角与分离燃尽风SOFA摆角；所述炉渣可燃物对应的可控因子包括：磨煤机组合方式、热一次风压、磨分离器出口温度、二次风量、配风方式、风箱差压、燃烧器摆角与分离燃尽风SOFA摆角；所述主汽温度对应的可控因子包括：磨煤机组合方式、热一次风压，磨分离器出口温度、二次风量、配风方式、风箱差压、燃烧器摆角、分离燃尽风SOFA摆角与减温水调整；所述再热汽温对应的可控因子包括：磨煤机组合方式、热一次风压、磨分离器出口温度、二次风量、配风方式、风箱差压、燃烧器摆角、分离燃尽风SOFA摆角、减温水调整与烟气挡板；所述再热减温水量对应的可控因子包括：磨煤机组合方式、热一次风压、磨分离器出口温...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗家林，袁俊，王加林，王志军，姚登锋，黎俊飞，李锋平，
申请(专利权)人：华润电力湖北有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42