[发明专利]单元机组热电厂的运行方法及实施该方法的设备

说明书

本发明涉及一种单元机组热电厂(BHKW)的运行方法，用它来按需生产有效能量，尤其如作为电能的电量和/或作为热能的热量或冷气，其中电流和热能的需求量要能在每天至少在接下来的24小时内给予预测。此外，本发明也涉及实施该单元机组热电厂(BHKW)运行方法的所属设备，该设备具有运行单元机组发电厂的控制单元以及一相应的包括处理器和存储器的最优化计算机。

所谓单元机组热电厂(BHKW)是指同时使用热能的发电设备组，其中如不同的燃气以及轻燃油或重燃油等初级能源借助于内燃发动机(即活塞式发动机或燃气轮机)被转换。为覆盖峰值热负荷的需要还要加入加热锅炉。

以单元机组热电厂设备特别多的使用在于它具有约85％-92％的很高的总效率，用这样高的效率来将所用的初级能源转换成电和有效热。特别是40％左右的高值电能部分以及对电流和热量的同时使用使单元机组发电厂产生很高的利润。

在刊物BWK燃料-热能-动力41卷(1989)第6期第273277页上(BWK Brennstoff-Waerme-Kraft 41(1989),Nr.6)已推荐有一种用于动力-热能结合的发电厂系统的昼夜运行优化方法。在这一研究的范畴内确切地说是证明了用于昼夜运行优化的高效软件的可用性和用途。该系统被提供用于在另外运行热电厂的城市电站中加以实现。单元机组热电厂的专门条件未被详细研究。

在刊物BWK燃料-热能-动力47卷(1995)第11/12期第461-464页(BWK Brennstoff-Waerme-Kraft 47(1995),No.11/12)以及BWK燃料-热能-动力48卷(1996)第1/2期第61-66页(BWK 48(1996),No.1/2)中指出了单元机组热电厂的存在问题。在上述出版物中详细研究了在规划和运作单元机组热电厂时动力学的意义。从这一点出发可看到，至今尚没有有效的工具来对单元机组热电厂热能关系的昼夜变化作计算机研究。尤其是，不同研究对象的典型化了的关系曲线是否能导致可接受的结果，这一问题由于缺乏足够研究而不能够被加以回答。从这一点出发则要求我们采用动态计算机辅助手段用于动态规划。对实际情况来说，将根据运行试验来研究运行最优化的比较参数。但事实上在这中间仍需要有人工干预。

另外，在BWK燃料-热能-动力47卷(1995)第11/12期第476-479页上(BWK Brennstoff-Waerme-Kraft 47(1995),No.11/12)介绍到，可通过将一PC机辅助能源管理系统集成在控制与测量系统中来进行对单元机组热电厂的运行优化。对此重要的是：除了要传递至PC机的那些数据外，还应提供反映经济性边界条件的那些数据。

本发明的目的是：推荐一种运作单元机组热电厂的方法及其设备，用它们可能在很大程度上自动化地实施运行优化。

这一目的根据本发明是通过如下措施来实现的：预测是根据当前所得的不同评判标准所作的一种预见性计算，且通过自动化评价来确定由此可导出的需求总量，其中对电量和热量生产的选择和/或调节则根据不同收费率阶段中能源的费用来进行优化。作为预见性计算的评价标准可采用不同设置的、自校正的当日标准曲线。为此可有一系列的参数适用于日常的运行。

根据本发明将追随一种专用于单元机组热电厂运行的自身封闭的方案。为此可通过下述对设备操作性能的改变来决定性地改善热电厂的经济性：-将设备运行集中在电力高收费率阶段，-最佳地使用所生产的热能，-最大可能地延长对发电机组的年使用期，-对输入和输出的能量进行优化。

根据本发明仅仅根据能量费用来对电能和热能的生产作最佳选择。为此将具有优越性地为对接下去的24小时的电能和热能作预见性计算，从15分钟数据的平均值中确定各自的能量消耗曲线，这些消耗曲线与供电公司的最大值检测相同步。

在用于实施根据本发明的方法的从属设备中，存储器用于存储当日标准曲线而输入单元则用于输入变量，这样借助于选择运行数据的工具可实现能量的最优化。尤其是为此使用了业已组合在系统中的处理器单元。选择运行数据的工具在这里是处理器用软件。

根据本发明创造了一个新的用于单元机组热电厂的监控和最优程序或系统。与之相应的软件优选地采用汇编语言并借助神经网络而被装配在一自动化仪器中。

本发明其它的细节和优点可从以下根据附图对实施例的说明并结合其它的权利要求来加以了解。附图中：

图1为从一单元机组热电厂所调出的对于夏季、过渡期和冬季的热能需求曲线，

图2为图1中表征的过渡期中的热能需要和机组运行时间，其中有选择地带或不带冷却塔进行处理，