[发明专利]基于厂网协调的火电厂厂级负荷优化分配系统

说明书

技术领域

本发明属于电力行业节能发电调度领域，具体是一种基于厂网协调的火电厂厂级负荷优化分配系统。

背景技术

随着各行各业节能减排工作的大力推进，为国民经济提供重要能源支持的电力行业同样也面临着节能降耗的要求。节能发电调度工作不仅在近年来得到政策的大力支持，同时也在具体应用中得到实质性的突破，其中根据火电机组实际能耗水平安排发电计划是典型的应用之一。据国内外统计资料表明，开展厂级负荷的优化分配可节约0.1%～1.5%的燃料消耗，能取得非常可观的经济效益。

目前，电网对火电厂机组的调度绝大部分采用AGC直调方式，即对全厂计划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。这种调度方式对电网的安全稳定运行起到了积极有效的促进作用，但是由于目前的负荷调度方式没有考虑机组间的经济性差异以及机组的实际生产运行状况，因此没有在发电厂内部实现各台机组的最佳经济负荷分配，同时在一定程度上影响了发电机组的运行寿命和检修成本，不能适应当前低碳经济和节能减排政策的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于厂网协调的火电厂厂级负荷优化分配系统，该系统能在确保电网安全、稳定运行的请提下，考虑机组的实际运行状况和机组间的经济性差异，实现全厂负荷的优化分配，达到安全经济运行的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于厂网协调的火电厂厂级负荷优化分配系统，包括网络防火墙、主站计算服务器、主站应用服务器、反向隔离装置、非实时VPN以及子站应用服务器，其中主站计算服务器部署在电网安全Ⅱ区，并通过网络防火墙与处于电网安全Ⅰ区的能量管理系统经由数据通讯网络双向连接；主站计算服务器与电网安全Ⅱ区的主站应用服务器进行双向连接，实现业务数据交换；处于电网安全Ⅲ区的主站煤耗系统经反向隔离装置将业务数据单向传递至主站应用服务器；同时主站应用服务器与部署在电厂安全Ⅱ区的子站应用服务器通过非实时VPN进行双向通讯，实现业务数据的上传、下发。

作为本发明进一步的方案：所述子站应用服务器用来采集单元内各机组的约束条件，约束条件包括机组的调节速率，机组负荷上下限；同时完成机组负荷-煤耗数据的接收和确认，并进行节能统计分析，提供模拟分配计算试验平台，并制定相应的生产管理策略。

作为本发明进一步的方案：所述主站煤耗系统中的负荷-煤耗历史数据穿过反向隔离装置传输到电网安全Ⅱ区的主站应用服务器；采集到的负荷-煤耗数据由主站应用服务器中的机组耗量特性分析程序统一处理，包括稳定工况的判断、数据二重筛选、统计学分析最终拟合出反映机组能耗水平的耗量特性曲线。

作为本发明进一步的方案：所述能量管理系统提供机组的实时负荷监测数据以及全厂96点计划总负荷曲线数据；这些数据经电网安全Ⅰ区和安全Ⅱ区之间的网络防火墙实现与主站计算服务器进行数据通讯；同时主站应用服务器将子站同步的机组约束条件以及由负荷-煤耗数据拟合的机组耗量特性曲线送入主站计算服务器；主站计算服务器根据获取的全厂96点计划总负荷曲线数据、机组耗量特性曲线和机组约束条件完成全厂负荷的最优化分配；优化分配的结果数据一方面传至能量管理系统，供能量管理系统按照原有自动发电控制通道执行负荷调度；同时分配结果数据经主站应用服务器下发至子站应用服务器。

本发明在确保电网安全稳定运行的前提下，根据从能量管理系统中采集到的全厂计划总负荷值以及子站应用服务器采集的机组调节速率、机组负荷上下限等约束条件，并以从主站煤耗系统中获取的机组负荷-煤耗特性数据为优化分配的依据，按照机组能耗水平分配发电负荷，使得全厂总煤耗量最低。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、安全稳定

本发明整体设计方案满足电力二次安全防护规定，涉及的核心组成部分都部署在电网安全Ⅱ区或电厂安全Ⅱ区。并且电网侧各安全区之间通过有效的安全防护装置确保不同安全区之间通信的安全性和稳定性。此外主站与子站之间的通讯通道为现有信息化系统的专设通道，有效地保证了电厂和电网之间通讯的连续性、稳定性。

为了保证该系统安全稳定运行，本发明对系统内各硬件设备运行情况、各主要软件程序运行情况和业务数据都进行实时的监控。此项技术将系统内所有需要监控的设备（包括软硬件设备，业务数据等）按位置关系以及附属关系形式进行分层次，实现层次与层次的之间的各监控设备的互相监控与设备运行情况信息的传递，并且最终将这些信息输出到客户端以及报警装置。

2、高度整合