[发明专利]一种燃气、蒸汽联合循环机组优化调度改进方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统规划和运行调度技术领域，尤其涉及一种燃气、蒸汽联合循环机组优化调度改进方法。

背景技术

环境经济负荷分配（Economic Emission Load Dispatch,EELD）是电力系统规划和运行调度中的一类典型优化问题，其目的为在满足负荷、环境等多目标和运行多约束的条件下，最小化发电成本和环境成本，对于提高系统运行的经济性和可靠性，减少系统排放污染都具有重要的意义。

发明内容

为克服现有技术的缺点和不足，本发明一种燃气、蒸汽联合循环机组优化调度改进方法，该方法利用燃气-蒸汽联合循环机组DCS系统提供的运行数据，修正并无缝桥接多目标多约束寻优Matlab算法平台，构造燃气-蒸汽联合循环机组非凸、非光滑的多目标综合目标函数，利用菌群觅食-NM负荷分配优化算法，并考虑发电机容量约束、功率平衡约束、天然气供给约束、检修约束多约束，最小化燃气-蒸汽联合循环机组非凸、非线性的综合目标函数，快速搜索并输出基于工程运行数据的多目标、多约束负荷优化分配结果。

本发明技术方案如下：

一种燃气、蒸汽联合循环机组优化调度改进方法，包括如下步骤：

（1）实现DCS运行数据与Matlab平台读写，为接入负荷优化系统软件预留参数接口；

（2）修正运行参数数据，拟合燃机运行特性曲线，形成燃料成本目标函数；

（3）综合燃料成本和排放特性目标函数，设计燃气-蒸汽联合循环机组非凸、非光滑的综合目标函数；

（4）考虑发电机容量约束、功率平衡约束、天然气供给约束、检修约束等约束，利用菌群觅食-NM算法，最小化燃气-蒸汽联合循环机组非凸、非光滑的综合目标函数，快速搜索并输出基于DCS运行数据的多目标、多约束负荷优化分配结果；

（5）燃气-蒸汽联合循环机组DCS运行数据与Matlab算法平台对接，通过整合输出电厂数据库至Excel文件并读入Matlab平台，实现运行数据与Matlab算法语言数据读写；为将实际运行数据修正至国际标准状态量，并实现Matlab优化算法平台与负荷优化系统软件无缝对接，算法预留16个参数接口如下：

（1-1）天然气密度；

（1-2）燃料低位热值；

（1-3）环境温度测量值；

（1-4）环境温度对功率的修正系数；

（1-5）环境温度对热耗率的修正系数；

（1-6）大气压力测量值；

（1-7）大气压力对功率的修正系数；

（1-8）大气压力对热耗率的修正系数；

（1-9）相对湿度测量值；

（1-10）相对湿度对功率的修正系数；

（1-11）相对湿度对热耗率的修正系数；

（1-12）蒸汽轮机背压测量值；

（1-13）蒸汽轮机背压对功率的修正系数；

（1-14）蒸汽轮机背压对热耗率的修正系数；

（1-15）燃料LHV对功率的修正系数；

（1-16）燃料LHV对热耗率的修正系数；

（6）燃气-蒸汽联合循环机组菌群觅食-NM负荷分配优化算法通过下述步骤实现：

（一）利用Matlab的曲线拟合工具箱，利用不同阶次多项式形式，整理拟合由Excel文件读入的联合循环机组运行数据，选取残差较低的多项式拟合式表达天然气流量与联合循环机组功率关系公式，形成燃料成本目标函数；

（二）利用读入Matlab的运行数据，查点并利用插值法确定NOx及CO等排放量与联合循环机组功率关系，形成离散非光滑排放目标函数；

（三）目标函数设计

燃气-蒸汽联合循环发电机组多目标、多约束优化调度的目标函数设计包括：考虑机组成本气耗率，考虑机组排放，兼顾经济与环保目标；功率平衡约束，发电机容量约束，机组发电量变化速率约束，滚动检修约束以及天然气供给约束等。综合考虑各目标及各约束后，可得目标函数及其约束如下：