用于火电厂黑启动柴油机组容量计算和厂用负荷启动顺序的优化方法技术

本发明专利技术提供一种用于火电厂黑启动柴油机组容量计算和厂用负荷启动顺序的优化方法，包括以下步骤：步骤S1，读取火电厂厂用负荷数据，相加计算全部厂用负荷的总容量Se1；步骤S2，利用粒子群优化算法优化厂用负荷的启动顺序，并得到优化后启动顺序对应的厂用负荷的总容量Se2；步骤S3，取Se1和Se2中的较大值，作为柴油机组容量Se；仿真最大容量厂用负荷启动情况下的厂用母线电压降落情况，当母线压降ΔV大于设定的条件ΔVset时，逐步增加柴油机组容量Se＝Se+ΔSe，直至母线压降满足要求；据此确定柴油机组的优化计算容量为Se。本发明专利技术能够在保证厂用负荷正常启动的基础上，降低火电厂配备柴油机组的成本。

【技术实现步骤摘要】
用于火电厂黑启动柴油机组容量计算和厂用负荷启动顺序的优化方法
本专利技术属于电力供电
，尤其是一种用于火电厂黑启动柴油机组容量计算和厂用负荷启动顺序的优化方法。
技术介绍
由于目前的电网高度互联以及多种不确定性因素影响，电力系统大停电事故几乎难以避免。因此，需要考虑如何在系统崩溃后快速进行自救恢复，减少事故带来的经济损失和社会动荡。近几年各国频繁出现的电力系统大面积停电事故已经充分说明研究电力系统黑启动过程的重要性，火电厂黑启动是其中的重要组成部分。火电机组工艺系统复杂，各系统厂用负荷数量和类型较多。火电机组启动的关键则是按照工艺系统流程顺利依次启动各个厂用负荷，在发生全黑故障时，火电机组一般无自启动能力。柴油发电机组(本文简称为柴油机组)相对燃机等其他具有自启能力机组，具有启动简单、启动速度快、占地面积小等优点。利用柴油机组可以满足厂用负荷用电需求，从而实现火电机组启动。火电机组需要配备足够容量的柴油机组，从而保证厂用负荷的正常启动；目前一方面没有对负荷启动顺序进行优化，柴油机组容量整定值一般较大，会增加成本；另一方面缺乏模型的建立和仿真验证，以保证火电厂能够在整定的柴油机组容量下顺利完成整个黑启动过程。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种用于火电厂黑启动柴油机组容量计算和厂用负荷启动顺序的优化方法，能够在保证厂用负荷正常启动的基础上，降低火电厂配备柴油机组的成本。本专利技术采用的技术方案是：一种用于火电厂黑启动柴油机组容量计算和厂用负荷启动顺序的优化方法，包括以下步骤：步骤S1，读取火电厂厂用负荷数据，相加计算全部厂用负荷的总容量Se1；步骤S2，利用粒子群优化算法优化厂用负荷的启动顺序，并得到优化后启动顺序对应的厂用负荷的总容量Se2；步骤S3，取Se1和Se2中的较大值，作为柴油机组容量Se；仿真最大容量厂用负荷启动情况下的厂用母线电压降落情况，当母线压降ΔV大于设定的条件ΔVset时，逐步增加柴油机组容量Se＝Se+ΔSe，直至母线压降满足要求；据此确定柴油机组的优化计算容量为Se。进一步地，步骤S2中，需要建立如下的数学模型：设n个厂用负荷的启动顺序为F1,F2,...Fm...Fn；以满足全部厂用负荷正常启动的柴油机组容量最小值minSe为目标函数，需要满足的约束条件如下：(1)火电厂工艺系统要求的厂用负荷启动先后顺序；(2)柴油机组过负荷能力要求；(3)每个厂用负荷启动时，母线电压降落满足系统要求；针对约束条件(2)：设n个厂用负荷的额定容量分别为S1,S2,...Sm...Sn，额定功率分别为P1,P2,...Pm...Pn；厂用负荷依次加载，则整定的柴油机组容量需要满足：其中，KS为最大厂用负荷的启动电流倍数，Pm为最大厂用负荷的额定功率，KOL为柴油机组过负荷系数；需要对每个厂用负荷的加载依次进行计算，即n次计算；对于上述建立的数学模型，利用粒子群优化算法得到优化后启动顺序，以及相应的厂用负荷的总容量Se2。进一步地，步骤S3之后，还包括：根据Se和厂用负荷的优化启动顺序,利用Simulink搭建柴油机组和全部厂用负荷的模型，仿真火电厂利用柴油机组的黑启动过程。本专利技术的优点在于：本专利技术能够在保证厂用负荷正常启动的基础上，减少火电厂柴油机组的配置容量，降低火电厂配备柴油机组的成本。附图说明图1为本专利技术的方法流程图。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术实施例提出一种用于火电厂黑启动柴油机组容量计算和厂用负荷启动顺序的优化方法，通过Matlab/Simulink软件实现；包括以下步骤：步骤S1，读取火电厂厂用负荷数据，相加计算全部厂用负荷的总容量Se1；步骤S2，利用粒子群优化算法(PSO)优化厂用负荷的启动顺序，并得到优化后启动顺序对应的厂用负荷的总容量Se2；此步骤中，需要建立如下的数学模型：设n个厂用负荷的启动顺序为F1,F2,...Fm...Fn；以满足全部厂用负荷正常启动的柴油机组容量最小值minSe为目标函数，需要满足的约束条件如下：(1)火电厂工艺系统要求的厂用负荷启动先后顺序；(2)柴油机组过负荷能力要求；(3)每个厂用负荷启动时，母线电压降落满足系统要求；针对约束条件(2)：设n个厂用负荷的额定容量分别为S1,S2,...Sm...Sn，额定功率分别为P1,P2,...Pm...Pn；厂用负荷依次加载，则整定的柴油机组容量需要满足：其中，KS为最大厂用负荷的启动电流倍数，Pm为最大厂用负荷的额定功率，KOL为柴油机组过负荷系数；需要对每个厂用负荷的加载依次进行计算，即n次计算；对于上述建立的数学模型，利用粒子群优化算法得到优化后启动顺序，以及相应的厂用负荷的总容量Se2；步骤S3，取Se1和Se2中的较大值，作为柴油机组容量Se；利用Simulink仿真最大容量厂用负荷启动情况下的厂用母线电压降落情况，当母线压降ΔV大于设定的条件ΔVset时，逐步增加柴油机组容量Se＝Se+ΔSe，直至母线压降满足要求；据此确定柴油机组的优化计算容量为Se。最后，可以根据Se和厂用负荷的优化启动顺序,利用Simulink搭建柴油机组和全部厂用负荷的模型，仿真火电厂利用柴油机组的黑启动过程。以某3×250MW火力发电建设项目为例，10kV厂用负荷如下表所示：表1相加计算全部厂用负荷的总容量Se1为14074kVA，最大负荷容量为2500kVA，根据现有技术整定计算确定的柴油机组总容量为22299kVA，在优化计算中设置冷却水泵需在凝结水泵之前启动；在优化厂用负荷的启动顺序后确定的厂用负荷的总容量Se2为14785kVA，显然相较于22299kVA能够减少柴油机组的配置容量，优化后的厂用负荷启动顺序如下表所示：表2Simulink仿真启动过程：系统最低电压0.84pu,发电机组最大功率冲击1.44pu。启动过程满足要求。最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管参照实例对本专利技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于火电厂黑启动柴油机组容量计算和厂用负荷启动顺序的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1，读取火电厂厂用负荷数据，相加计算全部厂用负荷的总容量Se1；/n步骤S2，利用粒子群优化算法优化厂用负荷的启动顺序，并得到优化后启动顺序对应的厂用负荷的总容量Se2；/n步骤S3，取Se1和Se2中的较大值，作为柴油机组容量Se；仿真最大容量厂用负荷启动情况下的厂用母线电压降落情况，当母线压降ΔV大于设定的条件ΔVset时，逐步增加柴油机组容量Se＝Se+ΔSe，直至母线压降满足要求；据此确定柴油机组的优化计算容量为Se。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于火电厂黑启动柴油机组容量计算和厂用负荷启动顺序的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，读取火电厂厂用负荷数据，相加计算全部厂用负荷的总容量Se1；
步骤S2，利用粒子群优化算法优化厂用负荷的启动顺序，并得到优化后启动顺序对应的厂用负荷的总容量Se2；
步骤S3，取Se1和Se2中的较大值，作为柴油机组容量Se；仿真最大容量厂用负荷启动情况下的厂用母线电压降落情况，当母线压降ΔV大于设定的条件ΔVset时，逐步增加柴油机组容量Se＝Se+ΔSe，直至母线压降满足要求；据此确定柴油机组的优化计算容量为Se。


2.如权利要求1所述的用于火电厂黑启动柴油机组容量计算和厂用负荷启动顺序的优化方法，其特征在于，
步骤S2中，需要建立如下的数学模型：
设n个厂用负荷的启动顺序为F1,F2,...Fm...Fn；以满足全部厂用负荷正常启动的柴油机组容量最小值minSe为目标函数，需要满足的约束条件如下：
(1)火电...

【专利技术属性】
技术研发人员：童伟林，杨光中，邵臻卫，刘志仁，缪立恒，张文程，熊世旺，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32