发电站寿命周期成本增强系统以及计算机可读存储介质技术方案

本发明专利技术名称为“发电站寿命周期成本增强系统以及计算机可读存储介质”。一种发电站控制系统响应于响应寿命周期成本(LCC)模型的LCC目标函数确定加强的操作参数设定点。所述加强的操作参数值可响应由控制模型确定的初始设定点和由性能模型确定的性能指标。所述发电站可包括火力发电机，例如燃气涡轮机或其它燃料燃烧发电机，并且所述操作参数可包括点火温度、燃料流速、蒸汽压力/温度/流速、和/或另一适当的操作参数。响应所述加强的操作参数生成报价曲线。

【技术实现步骤摘要】
发电站寿命周期成本增强系统以及计算机可读存储介质
一般来说，本公开涉及发电，更具体地说，涉及包括火力发电机(如燃气涡轮机)的发电站中的发电优化。
技术介绍
在发电中，经常使用火力发电机(例如燃气涡轮机和联合循环发电站)在电力系统中产生电力。这种发电站通常包括发电站控制系统，它可产生表示发电站功率生产成本的一条报价曲线(offercurve)或一组报价曲线。例如，报价曲线可包括增量变动成本曲线、平均变动成本曲线或发电成本的另一适当指示，通常以每兆瓦时美元数相对发电站兆瓦输出来测量和/或表达。如大家已知，平均变动成本曲线可表示给定点的累计成本除以累积功率输出，而增量变动成本曲线可表示给定点的成本变动除以功率输出变动。增量变动成本曲线可通过例如取可表示每小时成本C相对产生的功率Pg的发电站输入-输出曲线的一阶导数来获得。换言之，如果每小时成本表达为C＝RK，R＝燃料消耗率，K＝燃料成本，则增量成本IC可表达为：在使用来自燃料燃烧发电机的废热产生蒸汽为补充蒸汽涡轮机提供动力的联合循环发电站中，增量变动成本曲线也可使用已知技术获得，但其推导可能更复杂。发电站控制系统可发送报价曲线给管辖机构(例如解除管制(deregulate)市场的独立系统运营商或管制市场的公用设施功率公司)的电力系统控制器，并且可以定期这样做。例如，一些发电站控制系统会每天发送报价曲线，一些甚至会每次发送同样的、预定义的报价曲线，而不考虑机组降级或变化的环境和/或市场状况。电力系统控制器可从处于其控制下的其它发电站接收报价曲线并评估收到的所有报价曲线以确定哪些发电站应投入运转以及要生产多少功率，例如通过生成机组参与(commitment)和/或调度计划。机组参与和/或调度计划的生成通常包括考虑未来的时间周期或预测范围。虽然未来的时间周期通常大约为一天或多天，但最新的系统考虑更小的时间周期，例如一小时或十五分钟，从而使电力系统控制接近实时控制。电力系统控制器生成机组参与和/或调度计划并发送或传递控制信号给发电站。这些控制信号可包括相应发电站的目标负载。然后，每个发电站控制系统可为操作参数确定适当的设置点，以使其可以满足目标负载，并且每个发电站控制系统可包括其自身的优化例程以优化发电站操作。但是，此类优化例程不会考虑发电站的寿命周期成本，特别是在生成报价曲线时。一般来说，燃气涡轮机寿命例如可通过自操作就绪的初始时间的操作小时数和/或起动次数来测量。如果燃气涡轮机或燃气涡轮机的部件在其小时数限制之前达到其起动次数限制，则必须进行维修或更换，即使它还有剩余的小时数寿命。燃气涡轮机的小时数寿命可通过减少点火温度来延长，但这会降低燃气涡轮机的效率，从而增加操作成本。相反，增加点火温度会提高效率，但会缩短燃气涡轮机寿命并可能会提高维护和/或更换成本。因此，更改发电站的操作方式会影响寿命周期成本。
技术实现思路
本文公开的本专利技术实施例可能采取针对发电站的发电站寿命周期成本增强系统的形式。发电站可设置成通过燃烧燃料生成电力并且可操作地耦合到包含计算装置的发电站控制系统。计算装置可配置成监测发电站的第一参数并接收表示发电站的期望功率输出的目标负载。可采用发电站的第一模型以模拟发电站的操作并确定至少发电站的性能指标、发电站操作参数的初始设定点以及响应至少发电站的所监测的参数的发电站的估计的寿命周期成本。然后，可使用响应基于寿命周期成本的目标函数的第一模型输出来加强(augment)操作参数，从而求解基于寿命周期成本的目标函数以得到减少的寿命周期成本，由此产生用于操作参数的加强的设定点。可使用加强的设定点来生成包括发电站的功率生产成本相对功率输出的至少一个报价曲线。另一个实施例可包括用于通过发电站控制系统实现发电站的增强报价曲线生成的计算机程序产品，发电站控制系统包括计算装置和设置成存储计算机程序产品的存储装置，计算装置配置成执行计算机程序产品，并且计算机程序产品包含计算机可执行程序代码形式的指令，该计算机可执行程序代码形式的指令在执行时配置发电站控制系统。发电站控制系统可配置成生成发电站的报价曲线，报价曲线表示发电站的估计的操作成本相对功率输出。报价曲线的生成可响应于至少部分基于发电站优化问题解决方案(包括发电站的基于寿命周期成本的目标函数)的发电站操作参数的加强的值。基于寿命周期成本的目标函数可响应至少发电站的寿命周期成本模型和操作参数的初始设定点。本专利技术的其它方面提供方法、系统、程序产品及使用和生成它们每个的方法，其中包括和/或实现本文所述动作的部分或全部。本专利技术的说明性方面设计成解决本文所述问题的一个或多个和/或未论述的一个或多个其它问题。根据一个实施例，提供了一种用于发电站的发电站寿命周期成本增强系统，包括：设置成通过燃烧燃料生成电力的发电站；以及操作地耦合到所述发电站的、包含计算装置的发电站控制系统，所述计算装置配置成：监测所述发电站的第一参数；接收表示所述发电站的期望功率输出的目标负载；采用所述发电站的第一模型以模拟所述发电站的操作并确定所述第一模型的输出，其包括至少所述发电站的性能指标、所述发电站操作参数的初始设定点、以及响应至少所述发电站的所监测的参数的所述发电站的估计的寿命周期成本；使用响应基于寿命周期成本的目标函数的、所述第一模型的所述输出来加强所述操作参数，从而求解所述基于寿命周期成本的目标函数以得到减少的寿命周期成本，由此产生用于所述操作参数的加强的设定点；以及使用所述加强的设定点来生成包括所述发电站的功率生产成本相对功率输出的至少一个报价曲线。优选地，所述第一模型包括所述发电站的控制模型，其配置成响应所述目标负载基于至少所述发电站的物理细节确定所述初始设定点。进一步地，所述发电站包括燃气涡轮机并且所述初始设定点用于所述发电站的点火温度。优选地，所述第一模型包括所述发电站的性能模型，其配置成响应所述发电站的所述监测的参数并基于至少所述发电站的物理细节确定性能指标的值。进一步地，所述性能指标是所述发电站的效率。优选地，所述第一模型包括所述发电站的寿命周期成本，其配置成基于至少关于所述发电站的成本信息确定所述发电站的所述估计的寿命周期成本。进一步地，所述成本信息包括维护成本信息。优选地，所述计算装置还配置成迭代采用所述第一模型和采用带所述加强的输出的所述第一模型进行加强。根据一个实施例，提供了一种用于通过发电站控制系统实现发电站的增强报价曲线生成的计算机程序产品，所述发电站控制系统包括计算装置和设置成存储所述计算机程序产品的存储装置，所述计算装置配置成执行所述计算机程序产品，并且所述计算机程序产品包含计算机可执行程序代码形式的指令，所述计算机可执行程序代码形式的指令在执行时配置所述发电站控制系统，以进行以下操作：生成所述发电站的报价曲线，所述报价曲线表示所述发电站的估计的操作成本相对功率输出，以响应于至少部分基于发电站优化问题解决方案的、所述发电站的操作参数的加强的值，所述发电站优化问题解决方案包括所述发电站的基于寿命周期成本的目标函数，所述基于寿命周期成本的目标函数响应至少所述发电站的寿命周期成本模型和所述操作参数的初始设定点。优选地，所述发电站包括火力发电机。优选地，所述指令还配置所述发电站控制系统以提供所述发电站的控制模型，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发电站的发电站寿命周期成本增强系统，包括：设置成通过燃烧燃料生成电力的发电站；以及操作地耦合到所述发电站的、包含计算装置的发电站控制系统，所述计算装置配置成：　　监测所述发电站的第一参数；　　接收表示所述发电站的期望功率输出的目标负载；　　采用所述发电站的第一模型以模拟所述发电站的操作并确定所述第一模型的输出，其包括至少所述发电站的性能指标、所述发电站操作参数的初始设定点、以及响应至少所述发电站的所监测的参数的所述发电站的估计的寿命周期成本；　　使用响应基于寿命周期成本的目标函数的、所述第一模型的所述输出来加强所述操作参数，从而求解所述基于寿命周期成本的目标函数以得到减少的寿命周期成本，由此产生用于所述操作参数的加强的设定点；以及　　使用所述加强的设定点来生成包括所述发电站的功率生产成本相对功率输出的至少一个报价曲线。

【技术特征摘要】
2012.04.23 US 13/453,7131.一种用于发电站的发电站寿命周期成本增强系统，包括：设置成通过燃烧燃料生成电力的发电站；以及包括操作地耦合到所述发电站的计算装置的发电站控制系统，所述计算装置配置成：监测所述发电站的第一参数；接收表示所述发电站的期望功率输出的目标负载；采用所述发电站的第一模型以模拟所述发电站的操作并确定所述第一模型的输出，其包括至少所述发电站的性能指标、所述发电站操作参数的初始设定点、以及响应至少所述发电站的所监测的参数的所述发电站的估计的寿命周期成本；使用所述第一模型的所述输出来加强所述操作参数，其中响应于基于寿命周期成本的目标函数来加强所述操作参数，从而求解所述基于寿命周期成本的目标函数以得到减少的寿命周期成本，由此产生用于所述操作参数的加强的设定点；以及使用所述加强的设定点来生成包括所述发电站的功率生产成本相对功率输出的至少一个报价曲线。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一模型包括所述发电站的控制模型，其配置成响应所述目标负载基于至少所述发电站的物理细节确定所述初始设定点。3.如权利要求2所述的系统，其中，所述发电站包括燃气涡轮机并且所述初始设定点用于所述发电站的点火温度。4.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一模型包括所述发电站的性能模型，其配置成响应所述发电站的所述监测的参数并基于至少所述发电站的物理细节确定性能指标的值。5.如权利要求4所述的系统，其中，所述性能指标是所述发电站的效率。6.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一模型包括所述发电站的寿命周期成本，其配置成基于至少关于所述发电站的成本信息确定所述发电站的所述估计的寿命周期成本。7.如权利要求6所述的系统，其中，所述成本信息包括维护成本信息。8.如权利要求1所述的系统，其中，所述计算装置还配置成迭代采用所述第一模型和采用带所述加强的输出的所述第一模型进行加强。9.一种计算机可读存储介质，其设置成存储用于通过发电站控制系统实现发电站的增强报价曲线生成的计算机程序，所述发电站控制系统还包括计算装置和所述计算机可读存储介质，所述计...

【专利技术属性】
技术研发人员：MJ奥康诺尔，SF约翰逊，MS施罗德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：