[发明专利]一种亚临界循环流化床机组深度调峰下的输出功率预测方法

说明书

本发明提供了一种亚临界循环流化床机组深度调峰下的输出功率预测方法，利用亚临界CFB机组煤质参数与深度调峰实时运行数据，实时预测机组的输出功率，包括以下步骤：建立亚临界CFB机组深度调峰下的锅炉系统模型并根确定稳态参数；建立汽机系统模型并确定稳态参数；拟合稳态参数之间的函数关系式；建立输出功率预测模型，采用粒子群算法辨识模型中的动态参数，根据亚临界CFB机组实时运行数据及煤质参数预测出深度调峰运行时的机组输出功率。本发明有助于指导机组运行控制的提前调整，减小重要参数的波动。

技术领域

本发明属于火电机组协调控制领域，涉及一种亚临界循环流化床机组深度调峰下的输出功率预测方法。

背景技术

近年来，我国的新能源发电装机容量增速不断提高，正在逐渐完成向主力电源的过渡。大规模的新能源并网使得电网的稳定性下降，利用火电机组进行调峰调频已成为了最常用的手段。循环流化床(CFB)机组通过简单的灵活性改造后，机组的调峰能力增强，由传统的50％～100％额定出力运行变为了30％～100％额定出力的深度调峰运行。在深度调峰运行时，电网负荷指令变化频繁，CFB机组需及时调整机组的输出功率来响应电网负荷的变化，容易引起主蒸汽压力、主蒸汽温度、床温等重要运行参数波动大，影响机组运行安全。若能实现CFB机组深度调峰运行时机组输出功率的预测，将有助于CFB机组协调控制策略设计，提升机组的运行控制水平，保障机组的变负荷速率，减小重要运行参数的波动。

发明目的

本发明的目的在于解决现有技术存在的在深度调峰运行时，电网负荷指令变化频繁，CFB机组需及时调整机组的输出功率来响应电网负荷的变化，容易引起主蒸汽压力、主蒸汽温度、床温等重要运行参数波动大，影响机组运行安全的问题，提供一种亚临界循环流化床机组深度调峰下的输出功率预测方法，利用亚临界CFB机组煤质参数与深度调峰实时运行数据，实时预测机组的输出功率，有助于指导机组运行控制的提前调整，减小重要参数的波动。

发明内容

本发明提供了一种亚临界循环流化床机组深度调峰下的输出功率预测方法，包括如下步骤：

步骤1、根据CFB机组燃烧传热机理，建立亚临界CFB机组深度调峰下的锅炉系统模型，并根据稳态工况下的历史运行数据确定模型中的稳态参数；其中，所述锅炉系统模型包括3个子模型，分别为燃烧子模型、传热子模型、汽水子模型；建立所述锅炉系统模型时，忽略入炉煤中挥发分的动态燃烧过程；

步骤2、根据汽水工质特性、能量守恒原理，建立亚临界CFB机组深度调峰下的汽机系统模型，确定模型中的稳态参数；建立所述亚临界CFB机组深度调峰下的汽机系统模型时，考虑了再热器的运行特性；

步骤3、利用深度调峰下的动态历史运行数据拟合步骤1中所述锅炉系统模型中的稳态参数和步骤2中汽机系统模型中的稳态参数之间的函数关系式；进一步地，根据机理分析确定所述稳态参数之间的函数形式后，通过非线性最小二乘法进行拟合，以误差的平方和最小为准则。

步骤4、利用历史运行数据及煤质参数辨识模型中的动态参数，建立亚临界CFB机组深度调峰下的输出功率预测模型，其中，采用粒子群算法辨识模型中的动态参数；根据亚临界CFB机组实时运行数据及煤质参数预测出深度调峰运行时的机组输出功率。

优选地，步骤1进一步包括以下子步骤：

子步骤S11、建立所述燃烧子模型，包括：将CFB机组定义为采用流态化燃烧的方式，炉内存在大量正在燃烧的残炭；

将残炭质量m_c表示为如式(1)所示：