一种火电企业发电综合成本优化方法技术

本发明专利技术涉及一种火电企业发电综合成本优化方法，属于火电发电技术领域。包括：基于火电企业燃烧价值链的多个参数的历史数据计算得到历史度电运行成本数据集；基于所述历史度电运行成本数据集得到度电运行成本方程；基于所述度电运行成本方程和度电燃煤成本方程构建成本优化目标函数；基于约束条件对所述目标函数求最优解；基于所述最优解优化所述火电企业发电综合成本。本发明专利技术的火电企业发电综合成本优化方法能够计算得到火电企业相关各系统协同运行参数的最优配置值，用于火电企业调整运行方案、指导发电生产。指导发电生产。指导发电生产。

【技术实现步骤摘要】
一种火电企业发电综合成本优化方法


[0001]本专利技术属于火电发电
，尤其涉及一种火电企业发电综合成本优化方法。

技术介绍

[0002]火电企业发电在确保稳发满发的安全生产基础上，需要考虑全过程综合效益和成本，以提升企业的上网竞价竞争力。目前的火电企业成本计算方法，通常实现的是后计算、计算时间粒度粗（月或日），无法做到更细时间粒度的成本核算或实时成本核算；且计算方法通常考虑的因素不够全面，导致成本计算准确性较低。
[0003]由于不同的配煤掺烧方案会对生产过程的各个环节造成影响，影响火电企业发电综合成本，因此，需要更为实时、准确的成本核算方法，进而基于准确的成本核算结果寻找最优的配煤掺烧方案，以达到优化成本的目的，提升企业竞争力。

技术实现思路

[0004]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种火电企业发电综合成本优化方法，具体包括如下步骤：基于火电企业燃烧价值链的多个参数的历史数据计算得到历史度电运行成本数据集；基于所述历史度电运行成本数据集得到度电运行成本方程；基于所述度电运行成本方程和度电燃煤成本方程构建成本优化目标函数；基于约束条件对所述目标函数求最优解；基于所述最优解优化所述火电企业发电综合成本。
[0005]进一步的，所述多个参数包括锅炉燃烧系统的燃煤参数、燃油参数和用水参数、火电企业的设备用电参数、设备维护参数和火电企业排放参数；所述度电运行成本包括度电发电燃油成本、度电用水成本、度电厂用电成本、度电维护成本和度电排放成本；基于历史多个时间点采集的所述多个参数对应的参数值，计算得到相应的所述度电运行成本数据，所述度电运行成本数据和相应时间点的所述燃煤参数值组成所述历史度电运行成本数据集。
[0006]进一步的，所述度电用水成本包括盐水制水成本、循环水制水成本和中水成本，所述盐水制水成本、循环水制水成本和中水成本分别基于每分钟除盐水出水管流量、每分钟循环水补水流量和每分钟中水母管流量计算得到。
[0007]进一步的，所述度电排放成本包括石灰石粉费、排放环保成本和度电尿素费用成本；所述石灰石粉费的计算方法为：；其中，表示原烟气SO2折算浓度，单位为kg/Nm
³
；表示原烟气标干流量，单位为m
³
/min；表示脱硫效率，单位为%；表示CaCO3的摩尔质量（100g/mol）；
表示SO2的摩尔量（64g/mol）；表示钙硫比，单位是%；表示石灰石粉纯度,单位是%；表示石灰石粉单价，单位为元/吨；T表示发电时间，单位为h。
[0008]进一步的，所述排放环保成本包括度电NO
x
排污税、度电SO2排污税和度电烟尘排污税，计算方法分别为：；；；其中，表示净烟气NO
x
浓度折算，单位为kg/Nm
³
；表示净烟气标干流量，单位为m
³
/min；表示NO
x
污染当量值；单位为m
³
/min；表示NO
x
单价，单位为元/千克；为发电负荷，单位为MW；表示净烟气SO2浓度折算，单位为kg/Nm
³
；表示SO2污染当量值，单位为m
³
/min；表示SO2单价，单位为元/千克；表示净烟气烟尘浓度折算，单位为kg/Nm
³
；表示烟尘污染当量值，单位为m
³
/min；表示烟尘单价，单位为元/千克。
[0009]进一步的，采用多元线性回归对所述历史度电运行成本数据集对指定变量进行线性拟合，得到度电运行成本方程；所述指定变量为所述燃煤参数相对应的变量，包括最终给水温度、炉膛氧量、总二次风量、总煤量、高热高挥煤占比、高热低挥煤占比。
[0010]进一步的，所述度电运行成本方程表示为：；其中，表示度电运行成本；LR表示变量为的线性方程；方程变量分别为：为最终给水温度、为炉膛氧量、为总二次风量、为总煤量、为高热高挥煤占比、为高热低挥煤占比。
[0011]进一步的，所述度电燃煤成本方程为：；其中，P1为高热高挥煤价格；P2为高热低挥煤价格；P3为经济煤价格；为总煤量；为高热高挥煤占比；为高热低挥煤占比；为发电负荷。
[0012]进一步的，所述成本优化目标函数表示为：；约束条件包括：取值均位于相应的预设范围内；；；其中，为高热高挥煤热值，为高热低挥煤热值，为经济煤热值，为标
准煤的热值，单位均为kcal/kg；为供电标准煤耗，单位：g/kWh；；其中，为高热高挥煤硫分，为高热低挥煤硫分，为经济煤硫分，单位均为%；为锅炉燃烧入炉混煤硫分指标；；其中，为高热高挥煤水分，为高热低挥煤水分，为经济煤水分，单位均为%；为锅炉燃烧入炉混煤水分指标；；其中，为锅炉燃烧入炉混煤热值指标。
[0013]进一步的，使用粒子群算法对所述目标函数求最优解，其中，将每组变量的取值作为一个粒子，将所述目标函数作为适应度函数，求使得所述目标函数最小值的粒子即最优解。
[0014]本专利技术至少可以实现下述之一的有益效果：通过基于二氧化硫与氮氧化物的处理原理，使用化学公式、根据烟气流速与污染物浓度值推算出污染物处理的成本，可以实现“分钟”级的排放成本核算；相对于现有技术实现一个化验周期的排放成本计算或以“月”为周期的排放成本计算方法，本专利技术方法具有实时性能实现“分钟”级的排放成本核算。
[0015]通过采集循环水、除盐水和中水管道流量值得到火电企业每分钟的用水量进而计算得到“分钟”级的度电用水成本，解决了现有技术中只能基于电厂取水系数推测度电用水量且不能实时计算度电用水成本的问题。
[0016]通过实现“分钟”级的度电用水成本计算和度电排放成本计算，并计算出相应时间点的度电发电燃油成本、度电厂用电成本、度电维护成本，可以计算得到“分钟”级的度电运行成本，为建立成本优化目标函数以及求最优解奠定了准确的数据基础。
[0017]通过采用多元线性回归方法、基于“分钟”级的历史度电运行成本和相应的燃煤参数，拟合出度电运行成本方程，简化了成本优化目标函数的构建。
[0018]通过基于度电运行成本方程和度电燃煤成本方程构建成本优化目标函数，为火电企业发电综合成本优化提供了数学依据；通过采用寻优计算能力强、鲁棒性强的粒子群算法对成本优化目标函数求解，能够高效准确的计算出目标函数的最优解，从而得到优化后火电企业发电综合成本，指导火电企业在实际发电生产中降低成本。
[0019]通过提供度电燃煤成本方程，可以基于煤机瞬时煤量数据计算度电燃煤成本，实现以“分钟”为单位的成本精确计算，能反映出火电机组的实时运行成本，相对于现有技术中基于煤场库存量的变化进行宏观的计算且大多以“日”为单位进行周期核算的方法，计算结果更为实时、准确，更有利于指导机组运行。
[0020]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火电企业发电综合成本优化方法，其特征在于，包括如下步骤：基于火电企业燃烧价值链的多个参数的历史数据计算得到历史度电运行成本数据集；基于所述历史度电运行成本数据集得到度电运行成本方程；基于所述度电运行成本方程和度电燃煤成本方程构建成本优化目标函数；基于约束条件对所述目标函数求最优解；基于所述最优解优化所述火电企业发电综合成本。2.根据权利要求1所述的火电企业发电综合成本优化方法，其特征在于，所述多个参数包括锅炉燃烧系统的燃煤参数、燃油参数和用水参数、火电企业的设备用电参数、设备维护参数和火电企业排放参数；所述度电运行成本包括度电发电燃油成本、度电用水成本、度电厂用电成本、度电维护成本和度电排放成本；基于历史多个时间点采集的所述多个参数对应的参数值，计算得到相应的所述度电运行成本数据，所述度电运行成本数据和相应时间点的所述燃煤参数值组成所述历史度电运行成本数据集。3.根据权利要求2所述的火电企业发电综合成本优化方法，其特征在于，所述度电用水成本包括盐水制水成本、循环水制水成本和中水成本，所述盐水制水成本、循环水制水成本和中水成本分别基于每分钟除盐水出水管流量、每分钟循环水补水流量和每分钟中水母管流量计算得到。4.根据权利要求2所述的火电企业发电综合成本优化方法，其特征在于，所述度电排放成本包括石灰石粉费、排放环保成本和度电尿素费用成本；所述石灰石粉费的计算方法为：；其中，表示原烟气SO2折算浓度，单位为kg/Nm
³
；表示原烟气标干流量，单位为m
³
/min；表示脱硫效率，单位为%；表示CaCO3的摩尔质量（100g/mol）；表示SO2的摩尔量（64g/mol）；表示钙硫比，单位是%；表示石灰石粉纯度,单位是%；表示石灰石粉单价，单位为元/吨；T表示发电时间，单位为h。5.根据权利要求4所述的火电企业发电综合成本优化方法，其特征在于，所述排放环保成本包括度电NO
x
排污税、度电SO2排污税和度电烟尘排污税，计算方法分别为：；；；其中，表示净烟气NO
x
浓度折算，单位为kg/Nm
³
；表示净烟气标干流量，单位为m
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/min；表示NO
x
污染当量值；单位为m
³<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，张依依，甘玮，韩金涛，王翔，薛泽彬，王晴，张子涵，费依蕃，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：