火电厂用电系统节能优化方法及系统与流程

本发明涉及火电厂节能优化，具体地涉及一种火电厂用电系统节能优化方法及系统。

背景技术：

1、火电厂厂用电能耗主要由风机、水泵等辅机群消耗，优化辅机运行策略、降低厂用电率，是火电机组节能降耗的关键环节。当前火电厂常规节能优化手段，均依托设备运行状态正向核算能耗，再针对性调整辅机运行参数，属于后置被动优化模式。现场实际运行中，同一全厂电耗水平可对应多组不同辅机负荷分配工况，但现有技术默认单一最优运行工况，忽略多工况等效能耗特性，整体节能优化精准度与运行安全性始终难以兼顾。

2、现有技术中，火电厂用电系统节能优化方法还存在以下缺陷：第一，无法适配电厂同能耗多工况运行特性，传统优化模型仅能输出单一最优运行状态，忽略同等电耗下多种可行辅机负荷分配方案，工况选择灵活性极差，无法适配机组不同调峰需求；第二，缺乏状态迁移约束与拓扑关系建模，仅关注稳态最优运行状态，未考量不同节能工况之间切换路径、过渡损耗与调节限制，工况切换过程存在大幅参数跳变，威胁机组运行安全；第三，未搭建辅机群跨层协同解耦控制逻辑，系统级最优运行轨迹无法平稳拆解为各辅机可控控制指令，设备之间耦合干扰无法消除，系统整体能耗优化效果大打折扣。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种火电厂用电系统节能优化方法及系统，以解决现有的火电厂用电系统节能优化方法无法适配同电耗多组辅机运行方案，状态切换易引发机组参数波动，以及全局最优轨迹难以有效落地执行的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种火电厂用电系统节能优化方法，所述节能优化方法包括：通过部署在目标火电厂用电设备的数据采集设备，采集多源运行数据，并基于统一时间基准进行数据修正处理，生成标准化多源运行数据集合；基于所述标准化多源运行数据集合，对目标火电厂用电设备运行参数进行特征提取，生成标准化系统状态向量序列，并建立状态动态演化模型；基于标准化系统状态向量序列与目标火电厂用电设备的历史耗电数据，构建电耗—状态双向样本集合，并建立多解电耗驱动状态反演模型；根据多解电耗驱动状态反演模型生成多组候选状态解集，在多维联合约束空间内进行筛选处理，构建多工况下最低能耗可达状态候选集合；根据目标火电厂用电设备的多源运行扰动因素，构建扰动结构化映射模型，对最低能耗可达状态候选集合进行状态扩展计算，并形成扰动约束可行运行域；基于所述扰动约束可行运行域构建时间可达图拓扑结构，生成连续时序候选路径集合，并搭建路径级综合能耗评估体系，筛选全局最优电耗运行轨迹；以及基于全局最优电耗运行轨迹，搭建跨层控制参数映射体系，分解得到目标火电厂用电设备控制参数，并生成多设备协同控制指令序列。

3、可选地，所述采集多源运行数据，并基于统一时间基准进行数据修正处理，包括：将目标火电厂用电设备的运行数据划分为电气数据、热力数据及环境数据三类数据源；对电气数据采用秒级采样，对热力数据采用分钟级采样，对环境数据采用时间窗口采样；基于统一时间基准对不同采样频率的运行数据进行时间戳重构，采用插值补全方法对缺失数据进行修复；通过预设的统计特征分析方法识别异常数据并分类处理，得到标准化多源运行数据集合。

4、可选地，所述对目标火电厂用电设备运行参数进行特征提取，生成标准化系统状态向量序列，包括：从标准化多源运行数据集合中提取目标火电厂用电设备运行参数特征，包括设备功率水平、设备负载率、运行稳定性指标与运行效率指标；将所述运行参数特征融合处理，构建系统级状态向量；在所述系统级状态向量中引入设备之间的耦合关系，并进行归一化处理，生成标准化系统状态向量序列。

5、可选地，所述建立状态动态演化模型包括：对所述标准化系统状态向量序列开展分段模式识别，并对每类模式进行区分标记；根据区分标记完成的多模式向量序列，量化分析不同运行状态之间的转移逻辑与约束路径，建立状态演化转移规则库；在状态演化模型中嵌入多层级物理约束条件，使所有状态向量序列与设备运行规律对应，得到目标火电厂用电设备的状态动态演化模型。

6、可选地，所述构建电耗—状态双向样本集合，并建立多解电耗驱动状态反演模型，包括：对目标火电厂用电设备的历史耗电数据重构时间序列，以预设时间段时序节点为独立样本单元，使每一样本单元匹配对应的电耗值与系统级状态向量，得到双向样本；对所有双向样本进行工况语义分层标记，并对每一条双向样本进行语义增强结构化封装，得到电耗—状态双向样本集合；将电耗—状态双向样本集合作为输入层，将系统级状态向量作为输出层，并嵌入多层级物理约束筛选机制，构建电耗驱动状态反向映射函数体系；向电耗驱动状态反向映射函数体系引入多重目标约束，生成多解电耗驱动状态反演模型。

7、可选地，所述在多维联合约束空间内进行筛选处理，构建多工况下最低能耗可达状态候选集合，包括：对目标火电厂用电设备的设备安全运行约束、热力系统平衡约束、电气系统安全约束与外部调度运行约束进行量化建模，并整合成多维联合约束空间；在多维联合约束空间内，搭建标准化能耗评估计算函数，计算每组多组候选状态解集对应的目标能耗指标；对每组目标能耗指标进行升序排序，并根据预设的能耗阈值筛选规则进行筛选处理；筛选处理过程中引入状态动态可切换性评价指标，对筛选出的低能耗状态附加切换可行性校验，生成多工况下最低能耗可达状态候选集合。

8、可选地，所述构建扰动结构化映射模型，对最低能耗可达状态候选集合进行状态扩展计算，并形成扰动约束可行运行域，包括：将目标火电厂用电设备的多源运行扰动因素划分为三类标准化类别并定义量化指标，搭建扰动结构化映射模型；以最低能耗可达状态候选集合内每一套基础稳态状态为基准节点，遍历所有扰动区间，分三类扰动开展分层状态扩展；状态扩展过程中嵌入全局约束传播机制，结合全域可达性过滤机制，生成扰动扩展状态集合；对扰动扩展状态集合开展动态稳定性判定筛选、状态切换路径平顺性校验与设备安全裕度量化评价机制后，统一整合划分边界，得到扰动约束可行运行域。

9、可选地，所述构建时间可达图拓扑结构，生成连续时序候选路径集合，并搭建路径级综合能耗评估体系，筛选全局最优电耗运行轨迹，包括：提取扰动约束可行运行域内稳定低能耗状态作为时间可达图独立节点，并依据预设的时间戳绑定规则，得到时间可达图拓扑结构；嵌入时间连续性硬性约束条件，限制时序状态跳转行为；基于时间可达图拓扑结构与时间连续性硬性约束条件，进行多路径结构化组合运算，生成多条连续时序候选路径集合；根据连续时序候选路径集合，构建路径全周期累积能耗评估模型，并引入路径扰动抗偏移稳定性评分机制，利用分层筛选逻辑筛选出全局最优电耗运行轨迹。

10、可选地，所述节能优化方法还包括：根据目标火电厂用电设备运行状态与全局最优电耗运行轨迹的偏差反馈，对多解电耗驱动状态反演模型与全局最优电耗运行轨迹生成过程滚动更新，实现闭环自适应优化控制。

11、另一方面，本发明提供一种火电厂用电系统节能优化系统，所述节能优化系统包括控制模块，所述控制模块包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现上述任意一项所述的火电厂用电系统节能优化方法。

12、通过上述技术方案，本发明通过构建多解电耗驱动状态反演模型，兼容同一电耗对应的多组可行运行工况，实现多套节能运行方案并行输出的目的，适配机组不同调峰运行需求，提升工况选择灵活性；通过最低能耗可达状态拓扑网络，规范工况切换迁移路径、调节速率与过渡能耗约束，实现不同节能状态平稳无冲击切换的目的，避免工况调节引发机组热力参数震荡，保障机组运行安全性；通过搭建跨层控制参数映射体系与多设备协同控制指令序列，完成系统轨迹到设备指令的精准解耦拆分，消除辅机之间耦合干扰，实现系统全局能耗最优与单设备稳定运行双向兼顾的目的。

13、本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。