本发明涉及发电供暖,具体为一种热电解耦机组协调系统控制方法。
背景技术:
1、热电解耦机组协调系统是一种用于提高火电厂运行灵活性的技术方案,通过传统锅炉热力系统中增加储能系统来实现热电之间的解耦。热电解耦的目的是为了解决传统火力发电厂在负荷变化时,热电联产的固有刚性问题。在传统的火力发电厂中,锅炉产生的热量和汽轮机的发电量通常是紧密耦合的,这意味着当电力需求下降时,锅炉的产热量也会相应减少,这可能导致供热不足。为了解决这个问题,热电解耦技术被提出,它允许电厂在电力需求下降时,仍然能够维持一定的供热能力。热力解耦的方法通常包括增加储能装置、调整锅炉供暖操作和利用先进的控制系统。增加储蓄热水罐或者蓄热装置,实现在需求高峰时释放储蓄热量来满足供热需求。调整锅炉或汽机的独立供暖操作步骤,实现在不同的负荷条件下都能够保持高效的热电联产。利用先进的控制系统优化锅炉和汽机的运行参数,实现在不同负荷下的最优运行状态。热电解耦机组协调系统的实施,不仅可以提高电厂的运行灵活性,还能够在一定程度上减少能源浪费,提高能源利用效率,对于促进电力系统的稳定运行和节能减排具有重要意义。
2、目前,传统热电解耦机组协调系统控制方法调峰能力有限,传统热电机组为保证稳定运行,应对电网需求的快速变化时,需要频繁调节负荷,控制机组响应能力低。为了实现热电产出的解耦,热电厂需要在低负荷状态下运行,导致发电效率的降低,从而增加单位能量的生产成本。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足,本发明提供了一种热电解耦机组协调系统控制方法,具备灵活高效调峰响应能力高、负荷调整发电效率高成本低等优点,解决了传统热电解耦机组协调系统控制方法调峰能力有限响应能力低,低负荷运行发电效率低生产成本高的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种热电解耦机组协调系统控制方法,所述热电解耦机组协调系统控制方法通过协调系统进行控制,所述协调系统包括数据监测模块、优化运行模块和储能管理模块,所述热电解耦机组协调系统控制方法包括以下步骤:
5、步骤一、数据监测模块通过采集单元采集机械数据集,并进行编号传输至预测单元,预测单元通过网络连接数据库和协调控制器采集需求数据集,并计算出负荷指令fhzs,数据监测模块通过网络连接优化运行模块;
6、步骤二、优化运行模块根据负荷指令fhzs,计算出锅炉的热力优化指数rlyh和汽机的电力优化指数dlyh,优化运行模块通过网络连接储能管理模块;
7、步骤三、储能管理模块通过网络连接储能装置采集储能数据集,并进行编号传输至管理单元,管理单元根据热力优化指数rlyh、电力优化指数dlyh和储能数据集,计算出平衡时长phsc;
8、步骤四、管理单元根据平衡时长phsc对比储能数据集,判断出对应的控制协调操作。
9、优选的,所述数据监测模块包括采集单元和预测单元,所述采集单元根据机械数据集特征对其进行编号,所述机械数据集编号为jx1、jx2、jx3、...jxn。
10、优选的,所述预测单元根据需求数据集特征对其进行编号,所述需求数据集编号为xqzl、xqcs和xqyc。
11、优选的,所述预测单元根据机械数据集和需求数据集,计算出负荷指令fhzs,其计算公式如下:
12、
13、公式中,fhzs表示负荷指令,xqzl表示通过协调控制器采集的电网调度中心发出的负荷指令,表示根据实时发电数据和供热数据计算出的平均供暖量,表示基于历史天气环境下固定参数计算出的短期电力和热力预测需求量,表示相同时间条件下,实时供暖量与预测需求量的差值。
14、优选的,所述优化运行模块包括锅炉热力单元和汽机电力单元,所述锅炉热力单元根据机械数据集和负荷指令fhzs,计算出热力优化指数rlyh,其计算公式如下:
15、
16、公式中,rlyh表示热力优化指数,β表示锅炉热力损耗常数,表示执行负荷指令所需锅炉产出热力的最优运行指数。
17、优选的,所述汽机电力单元根据机械数据集和负荷指令fhzs,计算出电力优化指数dlyh,其计算公式如下:
18、
19、公式中,dlyh表示电力优化指数,θ表示电力优化常数,表示执行负荷指令所需汽机产出电力的最优运行指数。
20、优选的,所述储能管理模块根据储能数据集特征对其进行编号,所述储能数据集编号为cnrl、cndl和cnjz。
21、优选的,所述管理单元根据热力优化指数rlyh、电力优化指数dlyh和储能数据集,计算出平衡时长phsc,其计算公式如下:
22、phsc=(rlyhsc∪dlyhsc)∩(cnrl∪cndl)
23、公式中,phsc表示平衡时长,rlyhsc∪dlyhsc表示执行热力优化和电力优化所需的综合时长,cnrl∪cndl表示储能装置释放输出热力和电力所需的综合时长,(rlyhsc∪dlyhsc)∩(cnrl∪cndl)表示热电解耦机组被动执行优化结合主动释能所需的平衡时长。
24、优选的,所述平衡时长phsc大于储能极值cnjz时,优先控制热电解耦机组被动执行热力优化指数rlyh和电力优化指数dlyh。
25、优选的,所述平衡时长phsc小于等于储能极值cnjz时,优先控制储能装置主动释能。
26、与现有技术相比,本发明提供了一种热电解耦机组协调系统控制方法,具备以下有益效果:
27、1、本发明通过数据监测模块设置采集单元采集机械数据集,并进行编号传输至预测单元,预测单元通过网络连接数据库和协调控制器采集需求数据集,并计算出负荷指令fhzs,归一化处理热电解耦机组运行数据和精准预测短期需求数据,优化运行模块通过锅炉热力单元和汽机电力单元,结合机械数据集和负荷指令fhzs,计算出锅炉的热力优化指数rlyh和汽机的电力优化指数dlyh,推算锅炉独立产出热力和汽机独立产出电力的最优行动点,精准把握负荷调整节奏和进度,灵活高效调峰响应能力高。
28、2、本发明通过储能管理模块网络连接储能装置采集储能数据集,并进行编号传输至管理单元,编号储能装置释放输出热力所需时间、输出电力所需时间和储能热力电力极值,管理单元根据热力优化指数rlyh、电力优化指数dlyh和储能数据集,计算出平衡时长phsc,精准推算热电解耦机组调峰响应时长,再根据平衡时长phsc对比储能数据集,判断出对应的控制协调操作,平衡时长phsc大于储能极值cnjz时,储能装置根据调峰指令释能响应时间过长,优先控制热电解耦机组被动执行热力优化指数rlyh和电力优化指数dlyh,平衡时长phsc小于等于储能极值cnjz时,热电解耦机组根据调峰指令产能响应时间较短,优先控制储能装置主动释能,负荷调整发电效率高成本低。
1.一种热电解耦机组协调系统控制方法,其特征在于:所述热电解耦机组协调系统控制方法通过协调系统进行控制,所述协调系统包括数据监测模块、优化运行模块和储能管理模块,所述热电解耦机组协调系统控制方法包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种热电解耦机组协调系统控制方法,其特征在于:所述数据监测模块包括采集单元和预测单元,所述采集单元根据机械数据集特征对其进行编号,所述机械数据集编号为jx1、jx2、jx3、...jxn。
3.根据权利要求1所述的一种热电解耦机组协调系统控制方法,其特征在于:所述预测单元根据需求数据集特征对其进行编号,所述需求数据集编号为xqzl、xqcs和xqyc。
4.根据权利要求3所述的一种热电解耦机组协调系统控制方法,其特征在于:所述预测单元根据机械数据集和需求数据集,计算出负荷指令fhzs,其计算公式如下:
5.根据权利要求4所述的一种热电解耦机组协调系统控制方法,其特征在于:所述优化运行模块包括锅炉热力单元和汽机电力单元,所述锅炉热力单元根据机械数据集和负荷指令fhzs,计算出热力优化指数rlyh,其计算公式如下:
6.根据权利要求4所述的一种热电解耦机组协调系统控制方法,其特征在于:所述汽机电力单元根据机械数据集和负荷指令fhzs,计算出电力优化指数dlyh,其计算公式如下:
7.根据权利要求1所述的一种热电解耦机组协调系统控制方法,其特征在于:所述储能管理模块根据储能数据集特征对其进行编号,所述储能数据集编号为cnrl、cndl和cnjz。
8.根据权利要求7所述的一种热电解耦机组协调系统控制方法,其特征在于:所述管理单元根据热力优化指数rlyh、电力优化指数dlyh和储能数据集,计算出平衡时长phsc,其计算公式如下:
9.根据权利要求8所述的一种热电解耦机组协调系统控制方法,其特征在于:所述平衡时长phsc大于储能极值cnjz时,优先控制热电解耦机组被动执行热力优化指数rlyh和电力优化指数dlyh。
10.根据权利要求8所述的一种热电解耦机组协调系统控制方法,其特征在于:所述平衡时长phsc小于等于储能极值cnjz时,优先控制储能装置主动释能。