[发明专利]多燃料混合燃烧发电机组的负荷优化分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及多燃料混合燃烧发电机组领域，尤其涉及一种多燃料混合燃烧发电机组的负荷优化分配方法。

背景技术

火电厂以烧煤炭为主，而约70%的煤炭资源消耗于此，因此对煤炭资源的优化利用以及引进新能源的综合利用，将为我国整体能源综合优化利用及节能减排带来很大的影响。除此之外，钢铁企业利用副产品发电为能源综合利用提供了新的途径。高炉煤气BFG是钢铁工业生产过程中产生的一种低热值气体燃料，它的热值一般在3125-3542KJ/Nm³左右。相对目前的热机来说，是属于高品位能源。焦炉煤气COG是在炼焦炉过程中生产焦炭和焦油产品时所产生的一种可燃性气体，属于高热值煤气。转炉煤气LDG是转炉炼钢过程中，铁水中的碳在高温下和吹入的氧生成一氧化碳和少量二氧化碳的混合气体，是中等热值的气体燃料。还有天然气NG和轻油等燃料，从经济效益看，它们的上网电价较低，具有较强的竞争力。因此，有效利用钢铁企业炼钢所产生的废气发电，能提高能源的利用效率和减少废气排放。

和常规的火力发电机组相比，采用高炉煤气发电复杂之处在于作为能源综合利用设备，它既要满足电网调度的需求以保障电网的安全，同时又要使用高炉休风等特殊工况的燃料调配和机组检修或故障时富余燃气的平衡。因此，必须从多目标决策的角度进行机组负荷的优化调度和燃料的经济配比以及环保的达标，以确保电厂机组能源综合化利用。这主要的研究工作体现在对于可掺烧高炉煤气的多燃料发电机组，如何分配负荷及高炉煤气，使得电厂发电机组最大程度上利用高炉煤气以降低燃煤的消耗量，且保证上网电量满足电网要求，从而达到综合利用及节能减排的功效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多燃料混合燃烧发电机组的负荷优化分配方法，该方法先利用Kuhn-Tucker最优性条件处理得到各单元机组的负荷范围，然后将BFG优先分配给特定单元机组上限运行，剩余的负荷按等微增率准则分配，当某台机组检修时，仍能得到剩余发电机组最优的负荷分配结果，减少了火电机组的煤耗率，对推进国家节能减排具有积极向上的意义。

本发明是这样实现的：一种多燃料混合燃烧发电机组的负荷优化分配方法，该多燃料混合燃烧发电机组由若干燃气单元机组和若干气煤混合燃料单元机组并联运行构成，根据机组煤耗特性，通过热力学试验建立各个单元机组发电功率与标准煤消耗量的函数关系，并将各种燃料转换成为标准煤，根据总发电功率和燃料量进行各单元机组的负荷分配，包括以下步骤：

S1：分析各单元机组发电功率的历史数据，设置各单元机组的发电功率上限和发电功率下限；

S2：燃气单元机组在燃气供应量能满足的前提下始终以发电功率上限运行，在燃气量不足时，将燃气转换成标准煤后根据发电功率与标准煤消耗量的函数关系计算出实际发电功率；

S3：在总发电功率中扣除所有燃气单元机组的发电功率，得到剩余总发电功率；

S4：按等微增率准则，在气煤混合燃料单元机组中分配剩余总发电功率，得到各个气煤混合燃料单元机组的初始分配发电功率；

S5：将各个气煤混合燃料单元机组的初始分配发电功率与对应的发电功率上限和发电功率下限进行比较，并作如下选择，

1)如果某一单元机组的初始分配发电功率大于其发电功率上限，则将该单元机组的发电功率上限作为其分配的发电功率，并在剩余总发电功率中扣除该上限值，然后余下的发电功率在没有超限的其余单元机组间重新按照等微增率准则进行分配；

2)如果某一单元机组的初始分配发电功率小于其发电功率下限，则将该单元机组的发电功率下限作为其分配的发电功率，并在剩余总发电功率中扣除该下限值，然后余下的发电功率在没有超限的其余单元机组间重新按照等微增率准则进行分配；

重复该操作，直到所有的气煤混合燃料单元机组分配到的发电功率都在其发电功率上限和发电功率下限范围内，最终的结果作为各个气煤混合燃料单元机组优化分配的发电功率，完成所有单元机组的负荷分配。

所述的燃料为燃煤、BFG、COG、LDG、NG。

所述燃料中的燃气为BFG、COG、LDG、NG。

若干所述的燃气单元机组中设置一台为纯燃气单元机组，燃气中的BFG优先分配给纯燃气单元机组，BFG量多余的部分再分配给其他燃气单元机组，再有剩余的BFG则分配给气煤混合燃料单元机组。

当BFG有多余需要分配给气煤混合燃料单元机组时，分配的BFG量需要保证该单元机组的下限值，即点火值，如果剩余的BFG量不能满足下限值，则直接排放。