一种基于AGC的火电厂负荷优化分配系统平台的制作方法

一种基于agc的火电厂负荷优化分配系统平台
技术领域
1.本发明涉及火电厂厂级负荷调度技术领域，具体为一种基于agc的火电厂负荷优化分配系统平台。


背景技术：

2.火电厂厂级负荷优化调度符合国家能源发展战略，且相关技术成熟可行，有序推广具有重大的示范意义，既能提高燃煤电厂负荷率、减少厂用电，又能提高电厂经济性，增进节能减排，进一步优化调度模式，对国家、社会的节能减排工作意义重大。
3.现有技术中，大多采用的是自动发电控制(automatic generation control，agc)直调方式。agc直调方式，即对火电厂全厂计划发电的总负荷按照机组数量平均分配，将平均分配的负荷值作为各机组的计划负荷发给每台机组，直接调度每台机组负荷。agc直调方式对电网的安全稳定运行起到了积极有效的促进作用，但是由于这种方式将负荷平均分配到各个机组而没有考虑到各个机组之间的差异性，因此能耗节约的效果并不明显。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于agc的火电厂负荷优化分配系统平台，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于agc的火电厂负荷优化分配系统平台，包括agc控制终端、机组性能管理单元、机组指导优化单元、负荷指令分配单元以及负荷优化分析单元，所述agc控制终端将电网agc调整/分配指令分配给火电厂的各个机组，所述机组性能管理单元对机组中锅炉、汽机的运行性能进行评估，所述机组指导优化单元用于为运行人员对机组中锅炉、汽机提供操作指导参数，达到优化目的，所述负荷指令分配单元用于建立agc负荷优化分配模型，通过agc负荷优化分配模型计算负荷优化分配方案，所述负荷优化分析单元用于对负荷优化分配方案进行发电成本分析；
6.所述agc控制终端与火电厂的各个机组进行双向信号连接，所述机组性能管理单元和机组指导优化单元的输出端均信号连接在火电厂的各个机组的输入端，所述火电厂的各个机组的输出端均信号连接在负荷指令分配单元的输入端，所述负荷指令分配单元的输出端信号连接在负荷优化分析单元的输入端，所述负荷优化分析单元的输出端信号连接在agc控制终端的输入端。
7.进一步优化本技术方案，所述agc控制终端进一步包括负荷分配服务器以及分配指令下发模块，所述负荷分配服务器的输出端信号连接在火电厂的各个机组的输入端，所述分配指令下发模块的输出端信号连接在火电厂的各个机组的输入端；
8.所述负荷分配服务器，用于根据火电厂的各个机组运行状态的历史数据，将电网agc调整指令下发至火电厂的各个机组中；
9.所述分配指令下发模块，用于根据agc负荷优化分配模型计算出的负荷优化分配方案，按照负荷优化分配方案下发agc分配指令，调整火电厂各个机组的目标负荷。
10.进一步优化本技术方案，所述机组性能管理单元进一步包括机组性能计算模块、设备寿命管理模块以及振动监测管理模块，所述机组性能计算模块、设备寿命管理模块以及振动监测管理模块的输出端均信号连接在火电厂的各个机组的输入端；
11.所述机组性能计算模块，对机组中的锅炉和汽机的性能进行计算，对锅炉中的不完全燃烧损失以及热损失进行计算，对汽机中的高中低压缸相对内效率进行计算，性能计算在机组50％以上负荷时进行；
12.所述设备寿命管理模块，对机组设备基于有限元法分析模型以及趋势曲线图进行温度场和应力场监视，对设备的安全寿命进行评定；
13.所述振动监测管理模块，对汽机机轴运行时的波形、频谱、功率谱、倒谱进行分析，分析判断是否出现机组故障，提供机组运行可靠性。
14.进一步优化本技术方案，所述机组指导优化单元进一步包括锅炉指导优化模块以及汽机指导优化模块，所述锅炉指导优化模块以及汽机指导优化模块的输出端均信号连接在火电厂的各个机组的输入端；
15.所述锅炉指导优化模块，用于根据炉内受热面的结渣以及灰污状况，给出吹灰、吹渣的操作指导参数；
16.所述汽机指导优化模块，用于根据汽机转子的热应力变化，给出汽机启停时转速调整的操作指导参数。
17.进一步优化本技术方案，所述负荷指令分配单元中的agc负荷优化分配模型进一步包括负荷最优分配模型的目标函数、单个机组负荷约束模型以及系统总负荷约束模型；
18.所述负荷最优分配模型的目标函数，用于计算出总煤耗量最小时各个机组负荷情况；
19.所述单个机组负荷约束模型，用于限制单个机组的运行负荷，保证机组的安全运行；
20.所述系统总负荷约束模型，用于限制火电厂内各个机组所带负荷之和为总负荷。
21.进一步优化本技术方案，所述负荷最优分配模型的目标函数如下所示：
[0022][0023]
其中，b＝a bp cp2，b为煤耗量，pa为调度负荷mw，a、b、c为工况数据点的bp关系二次曲线的系数，n为总的机组台数，j为第j台机组。
[0024]
进一步优化本技术方案，所述单个机组负荷约束模型如下所示：
[0025][0026]
其中，pj为第j台机组的负荷mw，pa为调度负荷mw，n为总的机组台数。
[0027]
进一步优化本技术方案，所述系统总负荷约束模型如下所示：
[0028][0029]
其中，为第j台机组的最小负荷mw，pj为第j台机组的负荷mw，为第j台机组的最大负荷mw。
[0030]
进一步优化本技术方案，所述负荷优化分析单元进一步包括负荷优化分配分析模块以及发电成本分析模块，用于根据分配结果后的火电厂各个机组的实际运作工况进行分析计算，所述负荷优化分析单元的输出端信号连接在agc控制终端中分配指令下发模块的输入端。
[0031]
进一步优化本技术方案，所述负荷优化分配分析模块进一步的用于根据负荷优化分配方案实时计算各个机组的经济负荷，并将计算出的经济负荷作为各个机组的目标负荷；所述发电成本分析模块进一步的用于根据负荷优化分配方案实时监测发电过程中的各种分项费用，对机组进行效率分析，追踪分析成本变化的原因。
[0032]
与现有技术相比，本发明提供了一种基于agc的火电厂负荷优化分配系统平台，具备以下有益效果：
[0033]
该基于agc的火电厂负荷优化分配系统平台，通过对各个机组的运行工况进行性能管理分析，并给出机组操作指导参数，来合理地进行各个机组的优化组合和负荷分配，从而实现了在满足计划总负荷值的前提下使火电厂的总能耗最低，能够避免发电机组的频繁往复调节，减少了机组的寿命损耗。
附图说明
[0034]
图1为本发明提出的一种基于agc的火电厂负荷优化分配系统平台的结构示意图。
具体实施方式
[0035]
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]
实施例：
[0037]
请参阅图1，一种基于agc的火电厂负荷优化分配系统平台，包括agc控制终端、机组性能管理单元、机组指导优化单元、负荷指令分配单元以及负荷优化分析单元。通过对各个机组的运行工况进行性能管理分析，并给出机组操作指导参数，来合理地进行各个机组的优化组合和负荷分配，从而实现了在满足计划总负荷值的前提下使火电厂的总能耗最低，能够避免发电机组的频繁往复调节，减少了机组的寿命损耗。所述agc控制终端与火电厂的各个机组进行双向信号连接，所述机组性能管理单元和机组指导优化单元的输出端均信号连接在火电厂的各个机组的输入端，所述火电厂的各个机组的输出端均信号连接在负荷指令分配单元的输入端，所述负荷指令分配单元的输出端信号连接在负荷优化分析单元的输入端，所述负荷优化分析单元的输出端信号连接在agc控制终端的输入端。
[0038]
其中，所述agc控制终端将电网agc调整/分配指令分配给火电厂的各个机组，所述agc控制终端进一步的包括负荷分配服务器以及分配指令下发模块，所述负荷分配服务器的输出端信号连接在火电厂的各个机组的输入端，所述分配指令下发模块的输出端信号连接在火电厂的各个机组的输入端；
[0039]
所述负荷分配服务器，用于根据火电厂的各个机组运行状态的历史数据，将电网agc调整指令下发至火电厂的各个机组中；
[0040]
所述分配指令下发模块，用于根据agc负荷优化分配模型计算出的负荷优化分配方案，按照负荷优化分配方案下发agc分配指令，调整火电厂各个机组的目标负荷。
[0041]
所述机组性能管理单元对机组中锅炉、汽机的运行性能进行评估，所述机组性能管理单元进一步包括机组性能计算模块、设备寿命管理模块以及振动监测管理模块，所述机组性能计算模块、设备寿命管理模块以及振动监测管理模块的输出端均信号连接在火电厂的各个机组的输入端；
[0042]
所述机组性能计算模块，对机组中的锅炉和汽机的性能进行计算，对锅炉中的不完全燃烧损失以及热损失进行计算，对汽机中的高中低压缸相对内效率进行计算，性能计算在机组50％以上负荷时进行；
[0043]
所述设备寿命管理模块，对机组设备基于有限元法分析模型以及趋势曲线图进行温度场和应力场监视，对设备的安全寿命进行评定；
[0044]
所述振动监测管理模块，对汽机机轴运行时的波形、频谱、功率谱、倒谱进行分析，分析判断是否出现机组故障，提供机组运行可靠性。
[0045]
所述机组指导优化单元用于为运行人员对机组中锅炉、汽机提供操作指导参数，达到优化目的，所述机组指导优化单元进一步包括锅炉指导优化模块以及汽机指导优化模块，所述锅炉指导优化模块以及汽机指导优化模块的输出端均信号连接在火电厂的各个机组的输入端；
[0046]
所述锅炉指导优化模块，用于根据炉内受热面的结渣以及灰污状况，给出吹灰、吹渣的操作指导参数；
[0047]
所述汽机指导优化模块，用于根据汽机转子的热应力变化，给出汽机启停时转速调整的操作指导参数。
[0048]
所述负荷指令分配单元用于建立agc负荷优化分配模型，通过agc负荷优化分配模型计算负荷优化分配方案，所述负荷指令分配单元中的agc负荷优化分配模型进一步包括负荷最优分配模型的目标函数、单个机组负荷约束模型以及系统总负荷约束模型；
[0049]
所述负荷最优分配模型的目标函数，用于计算出总煤耗量最小时各个机组负荷情况；
[0050]
所述单个机组负荷约束模型，用于限制单个机组的运行负荷，保证机组的安全运行；
[0051]
所述系统总负荷约束模型，用于限制火电厂内各个机组所带负荷之和为总负荷。
[0052]
更进一步的，所述负荷最优分配模型的目标函数如下所示：
[0053][0054]
其中，b＝a bp cp2，b为煤耗量，pa为调度负荷mw，a、b、c为工况数据点的bp关系二次曲线的系数，n为总的机组台数，j为第j台机组。
[0055]
更进一步的，所述单个机组负荷约束模型如下所示：
[0056][0057]
其中，pj为第j台机组的负荷mw，pa为调度负荷mw，n为总的机组台数。
[0058]
更进一步的，所述系统总负荷约束模型如下所示：
[0059][0060]
其中，为第j台机组的最小负荷mw，pj为第j台机组的负荷mw，为第j台机组的最大负荷mw。
[0061]
对系统总负荷以及单个机组负荷进行边界约束时，基于机组的运行状态采用了系统负荷平衡约束和机组平和上下限制约束的两种约束方法，使得在进行负荷优化分配方案时，系统平台可以实现了在满足计划总负荷值的前提下使火电厂的总能耗最低，能够避免发电机组的频繁往复调节，减少了机组的寿命损耗。
[0062]
所述负荷优化分析单元用于对负荷优化分配方案进行发电成本分析，所述负荷优化分析单元进一步包括负荷优化分配分析模块以及发电成本分析模块，用于根据分配结果后的火电厂各个机组的实际运作工况进行分析计算，所述负荷优化分析单元的输出端信号连接在agc控制终端中分配指令下发模块的输入端，所述负荷优化分配分析模块进一步的用于根据负荷优化分配方案实时计算各个机组的经济负荷，并将计算出的经济负荷作为各个机组的目标负荷；所述发电成本分析模块进一步的用于根据负荷优化分配方案实时监测发电过程中的各种分项费用，对机组进行效率分析，追踪分析成本变化的原因。
[0063]
本发明的有益效果是：
[0064]
该基于agc的火电厂负荷优化分配系统平台，通过对各个机组的运行工况进行性能管理分析，并给出机组操作指导参数，来合理地进行各个机组的优化组合和负荷分配，从而实现了在满足计划总负荷值的前提下使火电厂的总能耗最低，能够避免发电机组的频繁往复调节，减少了机组的寿命损耗。
[0065]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0066]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。