一种燃气供能系统运行优化控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种燃气供能系统运行优化控制方法及系统，包括以下步骤：B1，采集环境信息和锅炉及附属设备的实际运行数据，以获得用户的冷、热负荷随季节和时刻的变化规律，再根据所述变化规律，建立冷热负荷预测模型。本发明专利技术具有智能的最优负荷分配、更高的负荷响应速率和调节精度、经济效益和能源综合利用效率的最佳结合和锅炉运行更加平稳、安全可靠性明显提高的优点，能够获得高精度的负荷预测信息，形成相应的优化命令，对负荷动态以及设备运行进行在线优化控制，解决了现有的燃气供能系统运行控制方法无法达到优化运行的目的，存在一定使用限制性的问题，从而能够满足使用者需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气供能系统运行优化控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及燃气供能
，具体为一种燃气供能系统运行优化控制方法及系统。

技术介绍

[0002]燃气供能系统通过能源站内的燃气锅炉，以天然气作为主要驱动能源，以供应蒸汽为技术基础，实现了直接满足用户对冷热负荷的需求，且具有供能距离短、热损失小的特点，是以高效、清洁为特点的供能系统。
[0003]用户用能的显著特点是负荷变化大，尤其是热负荷变化大，随机性强，为满足冷热负荷需求，系统经常处于变工况运行状态，由于缺少负荷预测环节或预测精度较低，负荷优化分配的偏差不断变大，锅炉及其控制系统的响应特性会出现滞后、超调、甚至振荡，导致系统难以达到最佳锅炉运行效率的要求，经济效益也难以保证。
[0004]由于用户侧的冷、热负荷在不断变化，能源站的各设备的搭配运行模式较多，多投/退锅炉或者设备搭配不合理，会导致能耗增大、用电消耗增加、经济性降低，因此，如何合理优化多设备的运行模式也是能源供应系统亟待解决的问题，而目前，能源站的SIS系统只负责实时生产数据传输和报表，不负责现场决策优化控制和寻优管理，因而不能指导现场设备的运行优化管理；而现有的能源站的DCS控制系统与SIS生产管理系统独立运行，生产管理系统未能与控制系统实时在线相关联，不具有对整个能源站的实时在线运行优化功能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种燃气供能系统运行优化控制方法及系统，具备智能的最优负荷分配、更高的负荷响应速率和调节精度、经济效益和能源综合利用效率的最佳结合和锅炉运行更加平稳、安全可靠性明显提高的优点，能够获得高精度的负荷预测信息，形成相应的优化命令，对负荷动态以及设备运行进行在线优化控制。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种燃气供能系统运行优化控制方法，包括以下步骤：
[0007]B1，采集环境信息和锅炉及附属设备的实际运行数据，以获得用户的冷、热负荷随季节和时刻的变化规律，再根据所述变化规律，建立冷热负荷预测模型；
[0008]B2，通过引入实时校验因子和各设备实际运行数据，在线优化冷热负荷预测模型，逐时预测冷、热负荷的动态需求；
[0009]B3，在满足能源站供能效率最佳的前提下，以实现能源站经济效益最优为目标，根据预测的冷、热负荷的动态需求建立负荷动态优化分配模型，输出负荷动态优化分配结果；
[0010]B4，基于能源站经济效益最优，根据负荷动态优化分配结果建立组合优化模型，输出锅炉运行优化命令，对负荷实现方式进行优化及调控。
[0011]优选的，所述环境信息包括当地大气环境温度、湿度信息；所述各设备实际运行数
据包括锅炉的负荷率和工作效率。
[0012]优选的，所述步骤B1中的冷负荷为空调冷负荷，热负荷包括工业蒸汽负荷和空调热负荷，所述冷热负荷预测模型通过以下步骤建立：
[0013]B11，以当前时间为起点，收集近三年内的天气预报信息(包括温度、湿度等)，利用指数平滑算法获得逐时天气变化曲线，然后与当前天气预报信息进行对比、修正，建立气象预测模型，对未来三天内的天气情况进行预测，计算未来一天的逐时天气变化曲线；
[0014]B12，根据未来一天的逐时天气变化曲线，统计用户不少于一年内的用能(冷、热)数据，计算未来一天的冷、热负荷随季节和时刻的逐时变化曲线，再根据未来一天的冷、热负荷随季节和时刻的逐时变化曲线，建立冷热负荷预测模型。
[0015]优选的，所述步骤B2中，所述实时校验因子是通过即时数据在线修正所得的负荷预测值，所述即时数据包括能源站向用户提供蒸汽压力、温度、流量和空调冷、热水供回水母管的温度、流量。
[0016]优选的，所述步骤B2中，所述冷、热负荷的动态需求包括用户的未来负荷分布情况以及峰平谷负荷的发生时刻和持续时间。
[0017]优选的，所述步骤B3中，负荷动态优化分配模型根据预测得到的冷、热负荷值，输出负荷动态优化分配结果，对能源站各台锅炉须完成负荷容量进行调配；所述负荷动态优化分配模型按以下步骤建立：
[0018]B31，以能源站支出费用的相加和为目标函数，支出费用包括耗电费用、耗气费用、耗水费用和运行维护费用；
[0019]B32，以满足锅炉效率为约束条件，约束条件包括用户用能需求的系统冷热产用平衡条件(能源站所提供的冷、热产品必须要生产和使用(消纳)相平衡)、锅炉容量限定条件和环境排放限制条件；
[0020]B33，通过计算，得出满足约束条件下的目标函数最小时的解，从而获得最优的负荷动态优化分配结果。
[0021]优选的，所述步骤B4中，根据负荷动态优化分配结果获得的每台锅炉所需完成的负荷，对单台锅炉内部所有可能的供能热方式进行组合优化及相关参数的调节控制，满足负荷供给；所述组合优化模型按以下步骤建立：
[0022]B41，以锅炉支出费用的相加和为目标函数，锅炉支出费用包括锅炉的耗电、耗水和耗气费用；
[0023]B42，约束条件包括冷热负荷满足供应值条件、锅炉供能单元的容量调节上、下坡速率限定条件(锅炉在变工况、变负荷运行时，其容量或负荷调节的变化率即上、下坡速率不能太快，否则导致系统不稳定，损伤锅炉，因而一定要有速率限定)和工作区间限定条件；
[0024]B43，通过计算，得出满足约束条件下的目标函数最小时的解，从而获得最佳的组合方式。
[0025]优选的，一种燃气供能系统运行优化控制系统，包括：
[0026]信息采集模块，用于采集环境信息和锅炉实际运行数据；
[0027]冷热负荷预测模型，用于根据信息采集模块采集的数据获得用户的冷、热负荷随季节和时刻的变化规律，再根据所述变化规律，建立冷热负荷预测模型；
[0028]负荷预测优化模块，用于通过引入实时校验因子和锅炉实际运行数据，在线优化
冷热负荷预测模型，逐时预测冷、热负荷的动态需求；
[0029]负荷动态优化分配模块，用于在满足能源站供能效率最佳的前提下，以实现能源站经济效益最优为目标，根据预测的冷、热负荷的动态需求建立负荷动态优化分配模型，输出负荷动态优化分配结果；
[0030]负荷实现方式优化调控模块，用于基于能源站经济效益最优，根据负荷动态优化分配结果建立组合优化模型，输出锅炉运行优化命令，对负荷实现方式进行优化及调控；
[0031]冷热负荷逐时变化曲线计算模块，根据未来一天的逐时天气变化曲线，统计能源站用户不少于一年内的用能(冷、热)数据，计算未来一天的冷、热负荷随季节和时刻的逐时变化曲线。
[0032]优选的，所述冷热负荷预测模型包括：逐时天气变化曲线计算模块，用于以当前时间为起点，收集近三年内的天气预报信息(包括温度、湿度等)，利用指数平滑算法获得逐时天气变化曲线，然后与当前天气预报信息进行对比、修正，建立气象预测模型，对未来三天内的天气情况进行预测，计算未来一天的逐时天气变化曲线。
[0033]与现有技术相比，本专利技术所述优化控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气供能系统运行优化控制方法，其特征在于包括以下步骤：B1，采集环境信息和锅炉及附属设备的实际运行数据，以获得用户的冷、热负荷随季节和时刻的变化规律，再根据所述变化规律，建立冷热负荷预测模型；B2，通过引入实时校验因子和各设备实际运行数据，在线优化冷热负荷预测模型，逐时预测冷、热负荷的动态需求；B3，在满足能源站供能效率最佳的前提下，以实现能源站经济效益最优为目标，根据预测的冷、热负荷的动态需求建立负荷动态优化分配模型，输出负荷动态优化分配结果；B4，基于能源站经济效益最优，根据负荷动态优化分配结果建立组合优化模型，输出锅炉运行优化命令，对负荷实现方式进行优化及调控。2.根据权利要求1所述的一种燃气供能系统运行优化控制方法，其特征在于：所述环境信息包括当地大气环境温度、湿度信息；所述各设备实际运行数据包括锅炉的负荷率和工作效率。3.根据权利要求1所述的一种燃气供能系统运行优化控制方法，其特征在于：所述步骤B1中的冷负荷为空调冷负荷，热负荷包括工业蒸汽负荷和空调热负荷，所述冷热负荷预测模型通过以下步骤建立：B11，以当前时间为起点，收集近三年内的天气预报信息(包括温度、湿度等)，利用指数平滑算法获得逐时天气变化曲线，然后与当前天气预报信息进行对比、修正，建立气象预测模型，对未来三天内的天气情况进行预测，计算未来一天的逐时天气变化曲线；B12，根据未来一天的逐时天气变化曲线，统计用户不少于一年内的用能(冷、热)数据，计算未来一天的冷、热负荷随季节和时刻的逐时变化曲线，再根据未来一天的冷、热负荷随季节和时刻的逐时变化曲线，建立冷热负荷预测模型。4.根据权利要求1所述的一种燃气供能系统运行优化控制方法，其特征在于：所述步骤B2中，所述实时校验因子是通过即时数据在线修正所得的负荷预测值，所述即时数据包括能源站向用户提供蒸汽压力、温度、流量和空调冷、热水供回水母管的温度、流量。5.根据权利要求1所述的一种燃气供能系统运行优化控制方法，其特征在于：所述步骤B2中，所述冷、热负荷的动态需求包括用户的未来负荷分布情况以及峰平谷负荷的发生时刻和持续时间。6.根据权利要求1所述的一种燃气供能系统运行优化控制方法，其特征在于：所述步骤B3中，负荷动态优化分配模型根据预测得到的冷、热负荷值，输出负荷动态优化分配结果，对能源站各台锅炉须完成负荷容量进行调配；所述负荷动态优化分配模型按以下步骤建立：B31，以能源站支出费用的相加和为目标函数，支出费用包括耗电费用、耗气费用、耗水费用和运行维护费用；B32，以满足锅炉效率为约束条件，约束条件包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐军，李德元，刘玉军，韦鹏飞，赵强，王小睿，刘烨，
申请(专利权)人：咸阳新兴分布式能源有限公司，
类型：发明
国别省市：