【技术实现步骤摘要】
本申请涉及火电厂运行优化方法领域，尤其是基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法。
技术介绍
1、传统上，火力发电厂主要有两种方法来减少它们的排放，一是通过技术升级提高发电效率，然而，在实施严格的排放标准和过去几十年的几轮技术改造后，如果不能找到重大的技术突破，通过技术升级进一步提高效率的潜力相当有限，另一种是用排放水平较低的新装置(例如燃气装置或用碳捕获和储存技术改造)取代现有装置，然而，并不是所有的发电厂都具有地理或成本优势，可以被燃气发电厂取代或用碳捕获和储存技术进行改造，运营管理的提升和改进是进一步减少燃煤电厂排放的另一种选择。
2、现有大多数关于工厂效率评价的研究都是在工业层面上进行的，这些研究分析了数百家发电厂的年度数据，可以为政策制定者提供指导，然而，由于每个电厂都是独一无二的，不可能考虑到每个电厂的具体技术和成本限制以及其他条件；
3、也即，现有技术存在如下的技术问题，现有研究方法并不能充分利用每个电厂的内部数据以提高日常运行过程中的运营管理效率。因此，针对上述问题提出基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法。
技术实现思路
1、在本实施例中提供了基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法用于解决现有研究方法不能充分利用每个电厂的内部数据以提高日常运行过程中的运营管理效率的问题。
2、根据本申请的一个方面，提供了基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法，所述基于改进的加权罗素方向距离模型的火电
3、(1)构建与整理燃煤发电机组操作运营历史数据，基于外界不同的工况划分不同的火电机组外部工况；
4、(2)考虑投入、理想产出和不理想产出三部分内容，构建燃煤发电机组优化模型；
5、(3)基于外界运行工况，将未来一天的发电模式与前几天的运行模式进行匹配，找到可行的配煤方案集；
6、(4)在前述煤配方案集中，基于运行效率搜索最优的煤配方案；
7、(5)通过函数拟合得到最优投煤量与负荷的关系曲线，以降低后续运营过程中的煤耗成本。
8、进一步地，所述步骤(1)中的燃煤发电机组操作运营数据的构建与整理方法包括如下步骤：
9、1、以一个典型的燃煤发电机组为研究对象，将燃煤发电机组每天的操作运营数据作为一个决策单元；
10、2、将燃煤发电机组的操作数据从时间序列数据转换为截面数据；
11、3、选择不同的作业天数作为决策单元。
12、进一步地，将所有作业天数分为三组，分别为春秋3月16日至5月31日和9月1日至11月14日，夏季6月1日至8月31日，冬季11月15日至3月15日；在负荷率方面，根据煤种输入对负荷率变化的特点将负荷率分为高负荷段(75％及以上)、中负荷段(50-75％)和低负荷段(50％及以下)三组，将整个数据分为9个不同的组，同时将模式匹配限制在相同的季节和负荷率。
13、进一步地，所述步骤(2)中的燃煤发电机组优化模型构建包括如下步骤：
14、1、假设有k个工作日，分别记投入(如煤的总热值)、理想产出(如发电)和不理想产出(如二氧化碳排放)为：
15、xk＝{x1,k,x2,k,...,xn,k},和
16、记tone-stage表示一个生产可能性集合，则有：
17、
18、β*表示当前生产水平与最有效生产边界之间的距离，β*＝0表示产出已经在生产边界上，并且效率最高，其值越大，总体效率越低；
19、2、考虑所有投入产出的市场价值，建立价值-加权罗素方向距离模型来计算每个投入产出的效率以及整体效率β*；记第k个工作日的模型如下：
20、
21、其中表示第k个工作日煤、电和二氧化碳的市场价值，zk表示构建生产边界对所有k个工作日所分配的权重，第1-3个约束条件的左右两侧分别代表最有效的情形和实际的情况。w表示表示与输入和两个输出相关联的优先级，βi表示每个变量的无效率，向量表示决策单元可以增加的发电量，减少的二氧化碳排放量，以及减少的煤耗量；
22、3、记e＝1-β为总体效率，β为总体可提升潜力，为节能潜力，为发电量提升潜力，为污染排放改进潜力，对上述规划问题求解可得到每个投入产出的效率以及整体效率。
23、进一步地，所述燃煤发电机组优化模型构建，考虑煤的总热值作为模型的输入，发电量为预期输出，二氧化碳排放量为意外输出，使用matlab2022b软件中的linprog函数，对上述线性规划进行求解，得到每个投入产出的效率以及整体效率。
24、进一步地，所述步骤(3)中的燃煤发电机组外界运行工况模式匹配包括如下步骤：
25、1、选择每天的天气情况作为外部因素，收集的天气条件因子有:最高温度、最低温度、天气情况(下雨或阴天)、风向、风力，并对外部因素进行归一化处理；
26、2、应用余弦相似度方法对其进行成对比较，假设需要匹配的未来一天与规范化的外部因子向量为最高气温、最低气温、天气、风力、x维度风向和y维度风向共六个维度，记为(maxvalue1,minvalue1,wea1,for1,dirx1,diry1)，之前某一天的规范化的外部因子向量为(maxvalue2,minvalue2,wea2,for2,dirx2,diry2)，利用未来一天与前几天相似度的计算结果，通过设置相似度阈值，可以创建一组与未来一天相似度较高的g天。组内每一天对应一个配煤方案，以及一个效率评价结果。
27、进一步地，所述燃煤发电机组优化模型构建使用余弦相似度
28、
29、进一步地，所述步骤(4)中的燃煤发电机组配煤改进方案搜索方法包括如下步骤：
30、1、在所述共含有g个样本煤配方案集中，效率最高的那一天可以作为其优先考虑的配煤方案；
31、2、第二高的方案可能是下一个选择，以此类推。
32、进一步地，所述煤配方案集天数g设为4。
33、进一步地，所述步骤(5)中的燃煤发电机组的投煤量改进方法包括如下步骤：
34、1、记qk为第k个决策单元的负荷，则有qk*＝qk(1-βxk)，其中qk*表示可行的最优投煤量，qk表示在负荷为qk时的实际投煤量；
35、2、基于此观测多组的(qk qk*)数据对；
36、3、通过函数拟合得到最优投煤量与负荷的关系曲线，在后续不同的负荷下，电厂可以利用所拟合得到的曲线指导投煤量，以降低煤耗的成本；
37、4、以燃煤发电机组负荷的平方为第一个自变量，以燃煤发电机组负荷为第二个自变量，以最优投煤量为因变量，采用excel2019软件进行二次回归可得到最优投煤量。
38、通过本申请上述实施例，本申请可以从配煤、煤炭投入和负荷调度三个角度衡量改进潜力，可为电厂运行管理提供有效的决本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法，其特征在于：所述基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法，其特征在于：所述步骤(1)中的燃煤发电机组操作运营数据的构建与整理方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法，其特征在于：将所有作业天数分为三组，分别为春秋3月16日至5月31日和9月1日至11月14日，夏季6月1日至8月31日，冬季11月15日至3月15日；在负荷率方面，根据煤种输入对负荷率变化的特点将负荷率分为高负荷段(75％及以上)、中负荷段(50-75％)和低负荷段(50％及以下)三组，将整个数据分为9个不同的组，同时将模式匹配限制在相同的季节和负荷率。
4.根据权利要求1所述的基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法，其特征在于：所述步骤(2)中的燃煤发电机组优化模型构建包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行
6.根据权利要求1所述的基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法，其特征在于：所述步骤(3)中的燃煤发电机组外界运行工况模式匹配包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法，其特征在于：所述燃煤发电机组优化模型构建使用余弦相似度
8.根据权利要求1所述的基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法，其特征在于：所述步骤(4)中的燃煤发电机组配煤改进方案搜索方法包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法，其特征在于：所述煤配方案集天数g设为4。
10.根据权利要求1所述的基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法，其特征在于：所述步骤(5)中的燃煤发电机组的投煤量改进方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法，其特征在于：所述基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法，其特征在于：所述步骤(1)中的燃煤发电机组操作运营数据的构建与整理方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法，其特征在于：将所有作业天数分为三组，分别为春秋3月16日至5月31日和9月1日至11月14日，夏季6月1日至8月31日，冬季11月15日至3月15日；在负荷率方面，根据煤种输入对负荷率变化的特点将负荷率分为高负荷段(75％及以上)、中负荷段(50-75％)和低负荷段(50％及以下)三组，将整个数据分为9个不同的组，同时将模式匹配限制在相同的季节和负荷率。
4.根据权利要求1所述的基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法，其特征在于：所述步骤(2)中的燃煤发电机组优化模型构建包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的基于改进的加权罗素方向距离模型的火电厂运行优化方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱磊，章魏，周健，段宏波，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。