[发明专利]一种热电联产供热机组热电负荷优化方法

说明书

本发明公开了一种热电联产供热机组热电负荷优化方法，包括基于OPC接口标准实时采集热电机组的运行数据；数据预处理；建立汽轮机特性方程特性模型，并应用统计回归方法求解得到特性系数；建立优化模型；以“汽轮机进汽流量”为衡量机组运行状态的标准，用滑动窗口法，对机组运行数据按照时间序列进行稳态分析，判断机组运行状态：运用列队竞争算法进行优化计算；基于OPC接口，将列队竞争算法优化计算得到的优化方案，实时写入DCS系统中，实现对机组运行的闭环优化；本发明还公开对应装置及存储介质；可实时、快速和精准的得到优化的热、电分配方案，实现对机组运行的闭环优化；无需改造设备，降低成本，优化效益高，安全稳定。

技术领域

本发明的实施例属于热电厂生产过程优化领域，更具体地，涉及一种热电联产供热机组热电负荷优化方法。

背景技术

现有的热电联产机组负荷分配方法一般有以下两种：其一是根据现场操作人员的经验对热、电负荷分配进行测算，然后根据测算的结果对汽轮机组进行操作，再根据实际运行情况进行校核调整，反复迭代，该方法需要消耗大量的人力，且因没有考虑汽轮机运行的特性方程，所以负荷分配方案存在较大的随机性，因此，该方法存在较大的局限性。其二是运用线性规划技术的负荷分配方法。该方法以汽轮机组总进汽量为目标，以各汽轮机进汽量、抽汽量和发电量为优化变量，通过机轮机组历史运行数据，建立形如“进汽量 = a1*抽汽量 + a2*发电量”的特性方程，然后给定各优化变量的上下限约束，通过线性规划进行计算，得到各汽轮机的进汽量和抽汽量，从而指导汽轮机操作。该方法较前文所述的第一种方法，有了很大的提升，其考虑了汽轮机特性方程，并运用线性规划进行计算，计算结果的准确性得到明显的提高，优化空间也能够得到很大的体现，但其仍然存在一些问题，首先，由于用电负荷的波动较大，而且线性规划是属于卡边操作，计算得到的优化参数（变量）也是波动较大的，而优化参数瞬间跳跃会对机组设备造成一定的损坏，其次，该方法的约束条件考虑得不够全面，没有考虑汽轮机进汽压力约束、抽汽发电约束等，这样会造成有些优化的结果在实际运行中无法操作到。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种热电联产供热机组热电负荷优化方法，是为解决热电联产机组热负荷和电负荷难以合理分配的问题，该方法能够实时、快速和精准的计算得到最佳的热、电分配方案。

一种热电联产供热机组热电负荷优化方法，包括如下步骤:

步骤1：基于OPC接口标准实时采集热电机组的运行数据；

步骤2：通过剔除异常值、稳态分析及相关性分析进行数据预处理；，剔除异常和非稳态的数据，以提高建模的精确度；

步骤3：分析汽轮机进汽量D与发电量W、抽汽量E的关系，建立汽轮机特性方程特性模型，并应用统计回归方法求解得到特性系数；

步骤4：在满足供热蒸汽量、用电需求的前提下，以产汽、买电和卖电的综合成本最小为优化目标，并考虑特性方程约束、热电供需平衡约束、供热需求约束、抽汽约束、买卖电约束、汽轮机进 汽压力约束、参数上下限约束，建立优化模型；

步骤5：以“汽轮机进汽流量”为衡量机组运行状态的标准，用滑动窗口法，对机组当前运行数据按照时间序列进行稳态分析，若当前机组非稳态运行，则不进行优化，若当前机组稳态运行，则进行优化计算；

步骤6：运用列队竞争算法进行优化计算；

步骤7：基于OPC接口，将列队竞争算法优化计算得到的优化方案，实时写入DCS系统中，实现对机组运行的闭环优化。

进一步的，所述步骤1中运行数据包括各锅炉主汽流量、各锅炉主汽压力、各汽轮机进汽流量、各汽轮机进汽压力、各汽轮机抽汽流量、各发电机发电量、各电网买卖电量、各电网用电量、供热蒸汽需量。

进一步的，所述步骤2中剔除异常值的方法为：删除锅炉系统运行数据中的NAN空数据、数值为0及违反常理的异常值的数据。