一种火电机组年度检修计划备用充裕度评估方法及系统与流程

1.本发明属于电力系统及其自动化领域，特别涉及一种火电机组年度检修计划备用充裕度评估方法及系统。


背景技术：

2.目前，构建清洁低碳、安全高效的现代电力能源系统，是实现能源转型的重要途径；在“双碳”目标下，新能源爆发式增长、规模化并网已是大势所趋，基于传统化石能源电力系统正向高比例新能源电力系统转变；同时，燃煤火电依旧是电能的压舱石，是电网稳定的根本，其发电量占比在56％左右，在实现“双碳”目标及能源转型的道路上，燃煤火电在保稳定、保安全、保民生方面起着不可或缺的作用。
3.燃煤火电机组年、月检修计划安排会影响电网备用容量充裕度，评估燃煤火电机组中长期检修计划下的电网备用充裕度，可以降低燃煤火电机组检修对电网运行的影响，保障电网安全。现有的电网备用容量充裕度评估一方面没有对电源种类加以区分，另一方面现有电网备用容量充裕度评估多是基于短期负荷情况，其指标多基于检修概率，例如检修备用容量不足概率、检修备用容量不足期望值。在中长期尺度上针对火电机组检修计划电网备用充裕度方法鲜有研究，同时在中长期尺度上一方面负荷预测精度差，电网未来拓扑形态及潮流分布不确定，短期评估指标在中长期尺度的电网备用充裕度计算将会失效，给电网备用充裕度评估带来了难度。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种火电机组年度检修计划备用充裕度评估方法及系统，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明的方法，对负荷预测精度、电网未来拓扑形态依赖较低，能够很好地解决中长期尺度上电网充裕度评估数据准备上的技术难题。
5.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.本发明第一方面提供的一种火电机组年度检修计划备用充裕度评估方法，包括以下步骤：
7.分旬预测获取待备用充裕度评估的电网的最大负荷，基于所述最大负荷计算获取运行的并网煤电机组容量；
8.基于所述并网煤电机组容量和预设定的临时检修煤电机组容量计算获得检修备用容量，基于所述检修备用容量计算获得全年煤电机组可检修容量时间；
9.基于所述并网煤电机组容量计算获得全年煤电机组检修所需容量时间；
10.基于全年煤电机组可检修容量时间和全年煤电机组检修所需容量时间计算获得检修容量时间占用率，基于所述检修容量时间占用率和预设评估判据获得评估结果。
11.本发明方法的进一步改进在于，所述分旬具体为，将全年分为36旬；
12.所述分旬预测获取待备用充裕度评估的电网的最大负荷，基于所述最大负荷计算获取运行的并网煤电机组容量中：
13.所述并网煤电机组容量的计算表达式为，并网煤电机组容量＝需要煤电机组提供的发电能力/(1-煤电平均受阻率)；其中，所述需要煤电机组提供的发电能力＝最大负荷 运行备用容量-水电机组最大发电能力-核电机组最大发电能力-新能源发电能力-燃气最大发电能力-年度中长期交易受电电力。
14.本发明方法的进一步改进在于，所述基于所述并网煤电机组容量和预设定的临时检修煤电机组容量计算获得检修备用容量，基于所述检修备用容量计算获得全年煤电机组可检修容量时间中，
15.所述检修备用容量的计算表达式为，检修备用容量＝煤电装机-并网煤电机组容量-临修消缺的煤电机组装机容量；
16.所述全年煤电机组可检修容量时间的计算表达式为，全年煤电机组可检修容量时间＝可检修时段内的检修备用容量
×
天数；其中，所述可检修时段内的检修备用容量根据所述检修备用容量和分旬设置的煤电机组的可检修时段及非检修窗口来确定。
17.本发明方法的进一步改进在于，所述基于所述并网煤电机组容量计算获得全年煤电机组检修所需容量时间的步骤具体包括：
18.基于所述并网煤电机组容量并按照《燃煤火力发电企业设备检修导则》，计算获得全年煤电机组检修所需容量时间。
19.本发明方法的进一步改进在于，所述预设评估判据表示为，
20.检修容量时间占用率检修备用检修容量时间占用率＞1不足0.7＜检修容量时间占用率＜1偏紧检修容量时间占用率＜0.7充足。
21.本发明方法的进一步改进在于，所述基于全年煤电机组可检修容量时间和全年煤电机组检修所需容量时间计算获得检修容量时间占用率中，
22.所述检修容量时间占用率的计算表达式为，检修容量时间占用率＝全年煤电机组检修所需容量时间/全年煤电机组可检修容量时间。
23.本发明第二方面提供的一种火电机组年度检修计划备用充裕度评估系统，包括：
24.并网煤电机组容量获取模块，用于分旬预测获取待备用充裕度评估的电网的最大负荷，基于所述最大负荷计算获取运行的并网煤电机组容量；
25.全年煤电机组可检修容量时间获取模块，用于基于所述并网煤电机组容量和预设定的临时检修煤电机组容量计算获得检修备用容量，基于所述检修备用容量计算获得全年煤电机组可检修容量时间；
26.全年煤电机组检修所需容量时间获取模块，用于基于所述并网煤电机组容量计算获得全年煤电机组检修所需容量时间；
27.评估结果获取模块，用于基于全年煤电机组可检修容量时间和全年煤电机组检修所需容量时间计算获得检修容量时间占用率，基于所述检修容量时间占用率和预设评估判据获得评估结果。
28.本发明系统的进一步改进在于，所述全年煤电机组可检修容量时间获取模块具体用于基于所述并网煤电机组容量和预设定的临时检修煤电机组容量计算获得检修备用容
量，基于所述检修备用容量计算获得全年煤电机组可检修容量时间中，
29.所述检修备用容量的计算表达式为，检修备用容量＝煤电装机-并网煤电机组容量-临修消缺的煤电机组装机容量；
30.所述全年煤电机组可检修容量时间的计算表达式为，全年煤电机组可检修容量时间＝可检修时段内的检修备用容量
×
天数；其中，所述可检修时段内的检修备用容量根据所述检修备用容量和分旬设置的煤电机组的可检修时段及非检修窗口来确定。
31.本发明系统的进一步改进在于，所述预设评估判据表示为，
32.检修容量时间占用率检修备用检修容量时间占用率＞1不足0.7＜检修容量时间占用率＜1偏紧检修容量时间占用率＜0.7充足。
33.本发明系统的进一步改进在于，所述评估结果获取模块具体用于基于全年煤电机组可检修容量时间和全年煤电机组检修所需容量时间计算获得检修容量时间占用率中，
34.所述检修容量时间占用率的计算表达式为，检修容量时间占用率＝全年煤电机组检修所需容量时间/全年煤电机组可检修容量时间。
35.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
36.本发明提供的燃煤火电机组中长期检修计划备用充裕度评估方法，采用了检修容量时间占用率指标来间接评估燃煤火电机组中长期检修电网备用充裕度，该评估方法所需数据精度和数据内容获取较为容易，在中长期尺度上具有良好的可操作性；同时，在评估结果颗粒度上可以很好的指导燃煤火电机组中长期检修计划编排，减少火电机组因检修给电网带来的影响。综上，本发明提供的方法对负荷预测精度、电网未来拓扑形态依赖较低，可解决中长期尺度上电网充裕度评估数据准备上的难题，能够适用于燃煤火电机组中长期检修计划备用充裕度评估。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1是本发明实施例的一种火电机组年度检修计划备用充裕度评估方法的流程示意图；
39.图2是本发明具体实施例的一种火电机组年度检修计划备用充裕度评估方法的流程示意图；
40.图3是本发明实施例的一种电网备用充裕度评估系统的框架示意图。
具体实施方式
41.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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
本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
42.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
43.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
44.实施例一
45.请参阅图1，本发明实施例的一种火电机组年度检修计划备用充裕度评估方法，具体是一种适于燃煤火电机组中长期检修计划备用充裕度评估的方法，包括以下步骤：
46.分旬预测获取待备用充裕度评估的电网的最大负荷、水电机组最大发电能力、核电机组最大发电能力、燃气最大发电能力，基于获取的以上数据结合年度中长期交易受电电力情况计算需要并网的煤电机组装机容量；其中，需要并网的煤电机组装机容量的计算公式如下：需要并网的煤电机组装机容量＝(预测最大负荷 运行备用容量-水电机组最大发电能力-核电机组最大发电能力-新能源发电能力-燃气最大发电能力-年度中长期交易受电电力)/(1-煤电平均受阻率)；
47.基于所需并网煤电机组容量、煤电装机容量和临修消缺的煤电机组装机容量计算得到检修备用容量，基于检修备用容量计算得到全年煤电机组可检修容量时间；
48.基于煤电装机容量，根据燃煤火电机组相关导则计算获得全年煤电机组检修所需容量时间；
49.基于全年煤电机组可检修容量时间和全年煤电机组检修所需容量时间计算获得检修容量时间占用率，基于检修容量时间占用率获得评估结果；其中，检修容量时间占用率＝全年煤电机组检修所需容量时间/全年煤电机组可检修容量时间。
50.本发明实施例示例性可选的，分旬预测获取待备用充裕度评估的电网的最大负荷，基于获取的最大负荷计算获取运行的需要并网煤电机组容量的步骤具体包括：分旬预测获取待备用充裕度评估电网的最大负荷，按有关规程规定安排合理的运行备用容量后，扣除水电、核电、新能源、燃气发电能力后，计算必须运行的煤电机组容量；示例性的，结合历史近三年年均临修煤电机组容量百分比，进而得到全年煤电机组可检修容量时间(千瓦
·
天)。
51.本发明实施例进一步解释的，将全年分为36旬，分别预测各旬最大负荷，用于作为编制机组检修计划需保证的供电需求；分旬预测水电机组最大发电能力和消纳需求，同时优先按照不影响汛期水电消纳为原则，安排水电机组检修计划；分旬安排核电机组最大发电能力，考虑核电换料周期与检修需要安排检修计划；分旬预测新能源发电能力，本发明实施例示例性的参考方法：(1)负荷高峰时段80％～90％保证率下的新能源出力，(2)最近三年历史最小发电电力，(3)考虑近年历史高峰时段平均同时率的预测发电电力；以年度中长
期交易作为受电电力(受入为正)；燃气机组考虑全年不同时段天然气供应、受阻等影响，可设置燃机开机比例系数和燃气平均受阻率，开机容量＝装机容量
×
开机比例，最大发电能力＝开机容量
×
(1-燃气平均受阻)。
52.计算需要煤电机组提供的发电能力，等于预测最大负荷 运行备用容量-水电机组最大发电能力-核电机组最大发电能力-新能源发电能力-燃气最大发电能力-年度中长期交易受电电力；
53.计算需要并网的煤电机组装机容量，等于需要煤电机组提供的发电能力/(1-煤电平均受阻率)；
54.计算临修消缺的煤电机组装机容量；示例性的参考方法：(1)根据近三年年均临修消缺煤电机组装机容量占总装机容量百分比；(2)根据经验设定。
55.计算检修备用容量；其中，检修备用容量＝煤电装机-需要并网的煤电机组装机容量-临修消缺的煤电机组装机容量。优选的，为了保证度冬度夏高峰负荷期间的供电能力，分旬设置煤电机组可检修时段和非检修窗口(非检修窗口内即使平衡富余也不安排任何煤电机组检修)。
56.计算全年煤电机组可检修容量时间(千瓦
·
天)，等于可检修时段内的检修备用容量
×
天数。
57.本发明实施例提供的上述方法的核心发明点包括：
58.一是在中长期尺度上能够很好的考虑电网备用充裕度，确保电网安全运行：备用容量是电网运行的保障之一，在新能源、电力市场等诸多不确定性因素下，备用容量的充裕性对电网安全愈发重要。本发明相较于以往的备用充裕度评估方法，它能够将评估时间尺度延伸到年，而一般的充裕度评估仅仅是日前、周的时间尺度。充裕的备用是应对极热无风、极寒无风等极端情况下电力可靠供应的必备条件，充裕的备用容量能够保障电力在多种随机、不稳定因素下的可靠供应。
59.二是本发明所述燃煤火电备用充裕度评估方法，相较于以往备用充裕度对潮流计算、机组计划等数据的依赖，评估实施可行性高，数据获取相对简单准确。
60.三是指导燃煤火电机组检修安排：目前作为电力运行的压舱石，燃煤火电机组的检修影响电网容量，考虑备用充裕性的燃煤火电机组检修计划编排的合理性评估能很好的指导燃煤火电机组中长期检修计划编排。
61.本发明实施例中，全年煤电机组检修所需容量时间的获取步骤具体包括：《燃煤火力发电企业设备检修导则》(dl/t 838-2017)规定“机组a级检修间隔在5～7年，且两次a级检修之间，每1年～2年宜进行一次c级检修，根据情况可调整为b、d级检修”。按此要求，依次设定燃煤火电机组每6年安排一次a级检修，期间分别安排b、c、d级检修。检修顺序按年依次循环如下：a修-c修-b修-c修-b修-d修，即a、d级检修周期为6年，b、c级检修周期为3年，获得的燃煤火电机组检修周期与天数如表1所示。
62.表1.燃煤火电机组检修周期与天数
63.[0064][0065]
计算各级机组平均每年检修所需容量时间，等于装机容量*(a级检修天数/a级检修周期 b级检修天数/b级检修周期 c级检修天数/c级检修周期 d级检修天数/d级检修周期)。
[0066]
本发明实施例中的评估判据如表2所示，定义：检修容量时间占用率＝全年煤电机组检修所需容量时间/全年煤电机组可检修容量时间。
[0067]
表2.评估判据
[0068]
检修容量时间占用率检修备用检修容量时间占用率＞1不足0.7＜检修容量时间占用率＜1偏紧检修容量时间占用率＜0.7充足
[0069]
本发明实施例提供的燃煤火电机组中长期检修计划备用充裕度评估方法，采用了检修容量时间占用率指标来间接评估燃煤火电机组中长期检修电网备用充裕度，该评估方法所需数据精度和数据内容获取较为容易，在中长期尺度上具有良好的可操作性，同时，在评估结果颗粒度上可以很好的指导燃煤火电机组中长期检修计划编排，减少火电机组因检修给电网带来的影响。
[0070]
下述为本发明的装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于装置实施例中未纰漏的细节，请参照本发明方法实施例。
[0071]
实施例二
[0072]
本发明再一实施例中，提供一种电网备用充裕度评估系统，包括：
[0073]
并网煤电机组容量获取模块，用于分旬预测获取待备用充裕度评估的电网的最大负荷，基于所述最大负荷计算获取运行的并网煤电机组容量；
[0074]
全年煤电机组可检修容量时间获取模块，用于基于所述并网煤电机组容量和预设定的临时检修煤电机组容量计算获得检修备用容量，基于所述检修备用容量计算获得全年煤电机组可检修容量时间；
[0075]
全年煤电机组检修所需容量时间获取模块，用于基于所述并网煤电机组容量计算获得全年煤电机组检修所需容量时间；
[0076]
评估结果获取模块，用于基于全年煤电机组可检修容量时间和全年煤电机组检修所需容量时间计算获得检修容量时间占用率，基于所述检修容量时间占用率和预设评估判据获得评估结果；其中，所述检修容量时间占用率的计算表达式为，检修容量时间占用率＝全年煤电机组检修所需容量时间/全年煤电机组可检修容量时间。
[0077]
实施例三
[0078]
本发明再一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能；本发明实施例所述的处理器可以用于火电机组年度检修计划备用充裕度评估方法的操作。
[0079]
本发明再一个实施例中，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速ram存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中有关火电机组年度检修计划备用充裕度评估方法的相应步骤。
[0080]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0081]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0082]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特
定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0083]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0084]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。