一种燃煤发电节能潜力综合评估方法及系统与流程

本发明涉及燃煤发电机组能效评估，尤其涉及一种燃煤发电节能潜力综合评估方法及系统。

背景技术：

1、燃煤发电机组包含锅炉、汽轮机与发电机等核心设备，且关联设备之间通过复杂的物质流与能量流相互连接。在燃煤发电机组智慧化升级与运行能效实时管控技术应用场景下，系统通常先采集各个设备的实时运行参数，进而由评估模型对单一设备的能耗水平执行静态计算。完成静态计算后，系统将各个设备的能耗数据进行累加求和，从而得出整个发电机组的综合能耗指标；技术人员通过比对历史运行数据，即可初步判断机组是否具备节能潜力。

2、独立分析孤立设备的运行状态属于现有常规评估方法的常见模式，然而单一设备的工况变化必然引发下游关联设备的级联改变。目前亟待解决由于各设备运行参数动态耦合分析不足，造成全局能效评估失真与节能改造方案低效的技术痛点。以发电锅炉的燃烧优化调整为例，调整后锅炉热效率得到提升，同时锅炉排烟温度会发生波动；排烟温度波动直接影响尾部烟道换热系统的工作状态，最终导致汽轮机热力系统的回热抽汽量发生改变。若单独计算锅炉的热效率提升幅度，完全忽略汽轮机热耗率的动态变化情况，所求得的全局能效结果将严重偏离实际运行工况。仅仅根据局部评估结果制定全厂优化计划，往往导致发电机组无法实现总体节能目标，片面改造甚至引发机组运行参数失稳并增加整体燃料消耗量。

技术实现思路

1、针对现有技术不足，本发明提供一种燃煤发电节能潜力综合评估方法及系统，本发明解决由于各设备运行参数动态耦合分析不足，造成全局能效评估失真与节能改造方案低效的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明的具体内容如下：

3、第一方面，本发明提供的一种燃煤发电节能潜力综合评估方法，包括：

4、采集燃煤发电机组内锅炉与汽轮机的实时运行参数数值；对所述实时运行参数数值进行离散化编码处理，生成对应设备的独立运行工况标签；

5、提取所述锅炉与汽轮机之间的介质传递关联关系构建设备连接拓扑图，并根据所述设备连接拓扑图生成设备耦合映射表；将所述独立运行工况标签输入所述设备耦合映射表中进行检索组合，生成全局工况状态矩阵；

6、获取机组历史运行档案中最优运行工况对应的状态矩阵并设定为标准基准样本；将所述全局工况状态矩阵与所述标准基准样本进行比对，定位内容存在数据差异的部位并标记为工况差异节点；

7、根据所述工况差异节点检索并匹配初始设备调节动作指令；将所述初始设备调节动作指令代入所述设备耦合映射表中执行推演，筛选出趋近所述标准基准样本的协同指令；汇总保留的所述协同指令生成综合评估结论并向输出终端发送。

8、进一步地，本发明所述的燃煤发电节能潜力综合评估方法，所述对所述实时运行参数数值进行离散化编码处理，生成对应设备的独立运行工况标签，包括：

9、根据发电机组设备设计规范设定的安全边界阈值，将连续变化的所述实时运行参数数值划分为多个离散状态区间，并为划分出的多个所述离散状态区间分配离散编码；将获取的所述实时运行参数数值与分配好离散编码的多个所述离散状态区间进行特征比对，提取匹配对应的所述离散编码并定义为所述独立运行工况标签；

10、所述将所述初始设备调节动作指令代入所述设备耦合映射表中执行推演，筛选出趋近所述标准基准样本的协同指令，包括：将所述初始设备调节动作指令代入所述设备耦合映射表中执行状态传导路径推演预测，清除推演预测结果导致下游设备工况节点偏离所述标准基准样本的冲突指令，保留推演预测结果促使下游设备工况节点趋近所述标准基准样本的所述协同指令。

11、进一步地，本发明所述的燃煤发电节能潜力综合评估方法，采集燃煤发电机组内锅炉与汽轮机的实时运行参数数值，包括：

12、接收发电机组关联设备实时上报的锅炉主蒸汽压力数值、汽轮机排汽温度数值以及给水流量数值。

13、进一步地，本发明所述的燃煤发电节能潜力综合评估方法，根据发电机组设备设计规范设定的安全边界阈值，将连续变化的所述实时运行参数数值划分为多个离散状态区间，包括：

14、将所述锅炉主蒸汽压力数值、所述汽轮机排汽温度数值以及所述给水流量数值，分别独立划分为偏高状态区间、正常状态区间以及偏低状态区间。

15、进一步地，本发明所述的燃煤发电节能潜力综合评估方法，提取所述锅炉与汽轮机之间的介质传递关联关系构建设备连接拓扑图，并根据所述设备连接拓扑图生成设备耦合映射表，包括：

16、梳理所述锅炉与汽轮机之间的蒸汽管路互通关系与水路管线连接关系作为所述介质传递关联关系；

17、根据所述蒸汽管路互通关系与所述水路管线连接关系搭建机组层级的所述设备连接拓扑图；

18、根据机组层级的所述设备连接拓扑图建立所述设备耦合映射表，在所述设备耦合映射表中记录上游单体设备状态节点变化引起下游关联设备状态节点波动的级联传导关系。

19、进一步地，本发明所述的燃煤发电节能潜力综合评估方法，将所述独立运行工况标签输入所述设备耦合映射表中进行检索组合，生成全局工况状态矩阵，包括：

20、在所述设备耦合映射表中进行关联检索，提取出具备级联传导关系的上下游联动工况组合特征；

21、提取所述上下游联动工况组合特征在发电机组设备空间内的位置分布数据；

22、根据所述位置分布数据对所述上下游联动工况组合特征执行顺序排列；

23、根据顺序排列结果执行组合生成指令，整合出表征发电机组实际运行状态的所述全局工况状态矩阵。

24、进一步地，本发明所述的燃煤发电节能潜力综合评估方法，获取机组历史运行档案中最优运行工况对应的状态矩阵并设定为标准基准样本，包括：

25、提取处于不同发电机组负荷工作条件下的多个最优运行工况；

26、分别获取多个所述最优运行工况对应的状态矩阵，将获取的多个所述状态矩阵集合定义为多个标准基准样本；

27、利用多个所述标准基准样本建立静态的全局能效基准图谱库。

28、进一步地，本发明所述的燃煤发电节能潜力综合评估方法，将所述全局工况状态矩阵与所述标准基准样本进行比对，定位内容存在数据差异的部位并标记为工况差异节点，包括：

29、将生成的所述全局工况状态矩阵导入静态的所述全局能效基准图谱库中；执行所述全局工况状态矩阵与所述标准基准样本之间矩阵节点的逐一节点扫描比对；

30、从扫描比对结果中提取出节点包含数据存在预设数值偏差的对应设备部位，将提取出的设备部位直接标记为所述工况差异节点。

31、进一步地，本发明所述的燃煤发电节能潜力综合评估方法，将所述初始设备调节动作指令代入所述设备耦合映射表中执行状态传导路径推演预测，包括：

32、在所述设备耦合映射表中输入所述初始设备调节动作指令以及所述初始设备调节动作指令关联的初始受控设备节点；

33、根据所述设备耦合映射表记录的级联传导关系，根据时间发生顺序推导所述初始受控设备节点状态改变后引发的下游设备工况节点波动状态；

34、根据推导出的所述下游设备工况节点波动状态，提取动作触发后所述下游设备工况节点的状态演变特征；

35、清除推演预测结果导致下游设备工况节点偏离所述标准基准样本的冲突指令，保留推演预测结果促使下游设备工况节点趋近所述标准基准样本的所述协同指令，包括：

36、对比推导出的所述下游设备工况节点波动状态与所述标准基准样本的节点数据；

37、在比对结果呈现偏离特征的情形下，判定对应的所述初始设备调节动作指令为导致工况恶化的所述冲突指令并予以清除；

38、在比对结果呈现趋近特征的情形下，判定对应的所述初始设备调节动作指令为促使工况正向演进的所述协同指令并予以保留。

39、第二方面，本发明提供的一种燃煤发电节能潜力综合评估系统，应用于所述的燃煤发电节能潜力综合评估方法，包括：

40、数据采集模块，用于采集燃煤发电机组内锅炉与汽轮机的实时运行参数数值；

41、标签生成模块，用于对所述实时运行参数数值进行离散化编码处理，生成对应设备的独立运行工况标签；

42、映射生成模块，用于提取所述锅炉与汽轮机之间的介质传递关联关系构建设备连接拓扑图，并根据所述设备连接拓扑图生成设备耦合映射表；

43、矩阵生成模块，用于将所述独立运行工况标签输入所述设备耦合映射表中进行检索组合，生成全局工况状态矩阵；

44、差异比对模块，用于获取机组历史运行档案中最优运行工况对应的状态矩阵并设定为标准基准样本，将所述全局工况状态矩阵与所述标准基准样本进行比对，定位内容存在数据差异的部位并标记为工况差异节点；

45、推演筛选模块，用于根据所述工况差异节点检索并匹配初始设备调节动作指令，将所述初始设备调节动作指令代入所述设备耦合映射表中执行推演，筛选出趋近所述标准基准样本的协同指令；

46、结论发送模块，用于汇总保留的所述协同指令生成综合评估结论并向输出终端发送。

47、本发明有益效果：

48、本发明通过提取锅炉与汽轮机之间的介质传递关联关系构建设备连接拓扑图，并依据设备连接拓扑图生成设备耦合映射表。借助设备耦合映射表进行检索组合生成全局工况状态矩阵，有效克服了现有常规方法独立分析孤立设备的缺陷，实现了对发电机组内部设备运行参数动态耦合关系的精准量化。

49、本发明将提取出的全局工况状态矩阵与代表最优能耗状态的标准基准样本进行节点扫描比对，准确查找出存在数据差异的设备部位并标记为工况差异节点。基于工况差异节点匹配初始设备调节动作指令，打破了局部单体设备能耗静态累加造成的评估壁垒，从根本上解决了全局能效评估失真的技术难题。

50、本发明把初始设备调节动作指令代入设备耦合映射表中执行状态传导路径推演预测，主动清除导致下游设备工况节点偏离标准基准样本的冲突指令，精准保留促使下游设备工况节点趋近标准基准样本的协同指令。汇总统筹保留下来的协同指令以生成最终的综合评估结论，有效规避了局部改造引发机组运行参数失稳的风险，切实提升了全厂节能改造方案的执行效率与总体节能效果。