火电厂机群多台供热机组热电负荷分配的在线优化方法技术

火电厂机群多台供热机组热电负荷分配的在线优化方法，它属于供热机组热电负荷分配技术领域。本发明专利技术解决了现阶段多台供热机组热电负荷分配中没有对不同能量品质的蒸汽的分配进行针对性优化，且没有考虑蒸汽分配之后的热电负荷变化对经济性的影响的问题。本发明专利技术在热电负荷分配在线优化过程中，综合考虑不同抽汽机组类型特点以及不同参数对于热耗的影响，实现了对机组边界条件的准确定义以及热耗值的准确计算；优化过程中对边界条件进行更加多层次的定义，提高速度避免陷入局部最优；在机群多台抽汽供热机组且每台存在多个抽汽点情况下，实现了不同能量品质蒸汽以及电功率的合理分配，并减少总能耗。本发明专利技术可以应用于供热机组热电负荷分配技术领域。

On-line optimization method for heat and power load distribution of multiple heat-supply units in thermal power plant cluster

【技术实现步骤摘要】
火电厂机群多台供热机组热电负荷分配的在线优化方法
本专利技术属于供热机组热电负荷分配
，具体涉及一种火电厂机群多台供热机组热电负荷分配的在线优化方法。
技术介绍
随着经济的发展和人民生活质量的提高，城市集中供热系统得到迅速发展，其中热电联产能源转换效率具有明显优势，因此，供热抽汽机组得到了大力的发展。抽汽供热机组向用户提供电力和采暖用热，电厂提供的热力和电力的多少，受控于热用户和电用户的需求，因此，电厂必须按照热用户和电用户的需求调整供热抽汽机组的热电负荷。对于确定的热电负荷，电厂如何根据机组的类型以及机组效率的差异，在各机组间进行热电负荷的分配，使整个电厂的热耗率最低，使整个电厂的经济效益最好，是电厂生产运行中面临的问题。这就需要对电厂供热抽汽机组间的电负荷及热负荷进行分配优化，确定每台机组的电负荷和热负荷。针对电厂的负荷优化分配，较早开展也较为成熟的是纯凝机组的电负荷分配优化研究，等微增率法得到了广泛的应用，由于抽汽供热机组热负荷也需参与优化分配，因此，无论是从热耗曲线获取、还是优化复杂性角度均较纯凝机组的电负荷分配优化复杂。目前，针对抽汽供热机组的热、电负荷分配优化，已开展了许多研究。现阶段多台汽轮机组组成机群对外进行供热供电已成常态，且不同用户对于热能品质的需求也不同，需要从机群中获取不同参数的蒸汽。不同能量品质的蒸汽对机组经济性的影响是不同的，但是现阶段均将不同能量品质的蒸汽考虑为一个整体，没有对不同能量品质的蒸汽的分配进行针对性优化，并且没有考虑之后时间段内热电负荷变化对于经济性影响的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现阶段多台供热机组热电负荷分配中没有对不同能量品质的蒸汽的分配进行针对性优化，且没有考虑蒸汽分配之后的热电负荷变化对经济性的影响的问题。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是：火电厂机群多台供热机组热电负荷分配的在线优化方法，该方法包括以下步骤：步骤一、根据试验得到n台供热机组中每台供热机组的实际热耗曲线，再根据每台供热机组的耗差修正总系数θi对实际热耗曲线进行修正获得机组设计热耗曲线；其中：i＝1,2,…,n；步骤二、根据每台供热机组在机组设计热耗曲线中对应的热耗值Ri，设置供热机组热电负荷分配优化的目标函数；步骤三、设定步骤二的目标函数的约束条件；步骤四、根据步骤三设定的目标函数约束条件，求出n台供热机组的总热耗值的最小值，并输出最小的总热耗值所对应的各台供热机组的功率值、各台供热机组的每个抽汽位置的抽汽量值和各台供热机组的热耗值；利用功率值表征供热机组的电负荷，利用抽汽量表征供热机组的热负荷，实现火电厂机群多台供热机组热电负荷分配的在线优化。本专利技术的有益效果是：本专利技术的火电厂机群多台供热机组热电负荷分配的在线优化方法，本专利技术在热电负荷分配在线优化过程中，综合考虑不同抽汽机组类型特点以及不同参数对于热耗的影响，实现了对机组边界条件的准确定义以及热耗值的准确计算，增强计算结果准确性；优化过程中对边界条件进行更加多层次的定义，提高算法计算速度以及准确性，避免陷入局部最优；在机群多台抽汽供热机组且每台存在多个抽汽点情况下，在确定时间段范围内利用预测热电负荷变化曲线，综合考虑动态变化过程能量损失，实现了不同能量品质蒸汽以及电功率的合理分配，并减少了总能耗，达到节能的目的，具有很好的经济效益。附图说明图1是本专利技术的火电厂机群多台供热机组热电负荷分配的在线优化方法的流程图；具体实施方式具体实施方式一：如图1所示，本实施方式所述的火电厂机群多台供热机组热电负荷分配的在线优化方法，该方法包括以下步骤：步骤一、根据试验得到n台供热机组中每台供热机组的实际热耗曲线，再根据每台供热机组的耗差修正总系数θi对实际热耗曲线进行修正获得机组设计热耗曲线；其中：i＝1,2,…,n；步骤二、根据每台供热机组在机组设计热耗曲线中对应的热耗值Ri，设置供热机组热电负荷分配优化的目标函数；步骤三、设定步骤二的目标函数的约束条件；步骤四、根据步骤三设定的目标函数约束条件，求出n台供热机组的总热耗值的最小值，并输出最小的总热耗值所对应的各台供热机组的功率值、各台供热机组的每个抽汽位置的抽汽量值和各台供热机组的热耗值；利用功率值表征供热机组的电负荷，利用抽汽量表征供热机组的热负荷，实现火电厂机群多台供热机组热电负荷分配的在线优化。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述步骤一的具体过程为：根据试验得到n台供热机组中每台供热机组的实际热耗曲线，所述实际热耗曲线是指：以第i台供热机组的功率Pi和第i台供热机组的m个不同抽汽位置的抽汽量Qi1,…,Qim为自变量，以第i台供热机组的热耗值Ri为因变量的一簇曲线；利用每台供热机组的耗差修正总系数θi对实际热耗曲线进行修正获得机组设计热耗曲线，机组设计热耗曲线表示为：第1台供热机组：R1＝θ1·f(P1,Q11,…,Q1m)；第2台供热机组：R2＝θ2·f(P2,Q21,…,Q2m)；……第n台供热机组：Rn＝θn·f(Pn,Qn1,…,Qnm)；其中：P1,P2,…,Pn分别代表第1台、第2台、…、第n台供热机组的功率，用功率表征对应供热机组的电负荷；Q11，···Q1m分别代表第1台供热机组的第一个、第m个抽汽位置的抽汽量，用抽汽量表征对应供热机组的热负荷，θ1,θ2,…,θn分别代表第1台、第2台、…、第n台供热机组的耗差修正总系数，R1,R2,…,Rn分别代表第1台、第2台、…、第n台供热机组的热耗值，f(·)代表设计的热耗曲线的函数。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述每台供热机组的耗差修正总系数θi根据冷凝器背压、主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热压力、再热蒸汽温度和给水温度这六个因素的偏离设计值大小来确定。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述步骤二的具体过程为：设置供热机组热电负荷分配优化的目标函数为：其中：R为n台供热机组的总热耗值，εi为第i台供热机组由现工况变化至优化工况时造成的经济性损失值，是根据机组进行实际试验数据分析得到的，具体值为机组从一稳态调整至下一稳态工况过程中计算热耗率积分值与稳态热耗率总和的差值。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是：所述步骤三的具体过程为：设定目标函数的约束条件如下：第一个约束条件为：Pz＝P1+P2+···+Pn＝常数；第二个约束条件为：Qz1＝Q11+Q21+···+Qn1＝常数……Qzm＝Q1m+Q2m+···+Qnm＝常数即n台供热机组的不同能量品质蒸汽抽汽量总和为常数，n台供热机组的总功率Pz为常数；Qz1为每台供热机组的第一个抽汽位置的抽汽量的总和，Qz1为常数；第三个约束条件为：Pi∈(Pimin,Pimax)Pimin和Pimax分别表示第i台供热机组的最小功率值和最大功率值；i＝1,2,…,n；第四个约束条件为：Qij∈(Qijmin,Qijmax)Qijmin和Qijmax分别表示第i台供热机组的第j个抽汽位置的最小抽汽量和最大抽汽量；其中：j＝1,2,…,m。具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是：所述步骤四的具体过程为：步骤三一、设定初始种群：用下面的(2n+m)×k的矩阵表示初始种群：其中：k为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.火电厂机群多台供热机组热电负荷分配的在线优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、根据试验得到n台供热机组中每台供热机组的实际热耗曲线，再根据每台供热机组的耗差修正总系数θi对实际热耗曲线进行修正获得机组设计热耗曲线；其中：i＝1,2,…,n；步骤二、根据每台供热机组在机组设计热耗曲线中对应的热耗值Ri，设置供热机组热电负荷分配优化的目标函数；步骤三、设定步骤二的目标函数的约束条件；步骤四、根据步骤三设定的目标函数约束条件，求出n台供热机组的总热耗值的最小值，并输出最小的总热耗值所对应的各台供热机组的功率值、各台供热机组的每个抽汽位置的抽汽量值和各台供热机组的热耗值；利用功率值表征供热机组的电负荷，利用抽汽量表征供热机组的热负荷，实现火电厂机群多台供热机组热电负荷分配的在线优化。

【技术特征摘要】
1.火电厂机群多台供热机组热电负荷分配的在线优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、根据试验得到n台供热机组中每台供热机组的实际热耗曲线，再根据每台供热机组的耗差修正总系数θi对实际热耗曲线进行修正获得机组设计热耗曲线；其中：i＝1,2,…,n；步骤二、根据每台供热机组在机组设计热耗曲线中对应的热耗值Ri，设置供热机组热电负荷分配优化的目标函数；步骤三、设定步骤二的目标函数的约束条件；步骤四、根据步骤三设定的目标函数约束条件，求出n台供热机组的总热耗值的最小值，并输出最小的总热耗值所对应的各台供热机组的功率值、各台供热机组的每个抽汽位置的抽汽量值和各台供热机组的热耗值；利用功率值表征供热机组的电负荷，利用抽汽量表征供热机组的热负荷，实现火电厂机群多台供热机组热电负荷分配的在线优化。2.根据权利要求1所述的火电厂机群多台供热机组热电负荷分配的在线优化方法，其特征在于，所述步骤一的具体过程为：根据试验得到n台供热机组中每台供热机组的实际热耗曲线，所述实际热耗曲线是指：以第i台供热机组的功率Pi和第i台供热机组的m个不同抽汽位置的抽汽量Qi1,…,Qim为自变量，以第i台供热机组的热耗值Ri为因变量的一簇曲线；利用每台供热机组的耗差修正总系数θi对实际热耗曲线进行修正获得机组设计热耗曲线，机组设计热耗曲线表示为：第1台供热机组：R1＝θ1·f(P1,Q11,…,Q1m)；第2台供热机组：R2＝θ2·f(P2,Q21,…,Q2m)；……第n台供热机组：Rn＝θn·f(Pn,Qn1,…,Qnm)；其中：P1,P2,…,Pn分别代表第1台、第2台、…、第n台供热机组的功率，用功率表征对应供热机组的电负荷；Q11，···Q1m分别代表第1台供热机组的第一个、第m个抽汽位置的抽汽量，用抽汽量表征对应供热机组的热负荷，θ1,θ2,…,θn分别代表第1台、第2台、…、第n台供热机组的耗差修正总系数，R1,R2,…,Rn分别代表第1台、第2台、…、第n台供热机组的热耗值，f(·)代表设计的热耗曲线的函数。3.根据权利要求1或2所述的火电厂机群多台供热机组热电负荷分配的在线优化方法，其特征在于，所述每台供热机组的耗差修正总系数θi根据冷凝器背压、主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热压力、再热蒸汽温度和给水温度这六个因素的偏离设计值大小来确定。4.根据权利要求1所述的火电厂机群多台供热机组热电负荷分配的在线优化方法，其特征在于，所述步骤二的具体过程为：设置供热机组热电负荷分配优化的目标函数为：其中：R为n台供热机组的总热耗值，εi为第i台供热机组由现工况变化至优化工况时造成的经济性损失值。5.根据权利要求4所述的火电厂机群多台供热机组热电负荷分配的在线优化方法，其特征在于，所述步骤三的具体过程为：设定步骤二目标函数的约束条件如下：第一个约束条件为：Pz＝P1+P2+···+Pn＝常数；第二个约束条件为：Qz1＝Q11+Q21+···+Qn1＝常数……Qzm＝Q1m+Q2m+···+Qnm＝常数即n台供热机组的总功率Pz为常数；Qz1为每台供热机组的第一个抽汽位置的抽汽量的总和，且Qz...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴朔，付俊丰，姚坤，叶青，孙殿承，李丰均，万杰，居国腾，金康华，沈伟军，张磊，孙建国，石家魁，纪成龙，李晓明，颜培刚，
申请(专利权)人：黑龙江苑博信息技术有限公司，哈尔滨沃华智能发电设备有限公司，浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司，哈尔滨工业大学，东北电力大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23