火电机组负荷优化分配文献综述

 2022-10-28 10:10

文献综述(或调研报告):

为更精确描述火电机组煤耗特性,基于煤耗在线实时 监测系统数据的统计、分析和处理,考虑机组在升负荷、降 负荷和平稳负荷情况下的煤耗特性差异,建立动态阀点效应 煤耗模型,提出了对基于不同煤耗模型的调度方案进行节能 潜力分析的方法。在该模型的基础上,采用快速迭代法对厂级负荷优化调度问题进行求解。为了验证提出的动态煤耗 模型的有效性,分别采用实际算例进行仿真和现场试验,对比分析该模型与其他调度模型的经济效益。分析结果表明,不同的煤耗模型对节能效果有较大的影响,基于动态阀点效 应模型的调度方案可以有效降低系统煤耗,经济效益明显,具有推广应用价值。

本文在考虑阀点效应的二次模型的基础上,基于对煤耗在线监测系统数据的统计、分析和处理, 考虑机组在升负荷、降负荷和平稳负荷情况下的煤 耗特性差异,提出了动态阀点效应煤耗模型,并对此模型采用快速lambda;迭代法进行厂级负荷优化调度求 解。本文提出了仿真分析不同煤耗模型节煤效益的 方法,并采用实际算例进行了分析。最后,对算例 进行了现场试验,验证了煤耗模型对整体煤耗的影 响及仿真分析方法的有效性。结论如下:

1)基于不同煤耗模型得到的调度方案有较大 差别,进而造成总体煤耗的差别。总体上,煤耗模 型与实际的真实特性相比越准确,基于该模型的调 度方案的节能性越好。具体来说,本文讨论的几种 煤耗模型,(线性模型、二次模型、阀点模型、动态 阀点模型)拟合得到的煤耗特性与在煤耗监测系统 实测数据的拟合误差依次减少,其对应调度方案的 煤耗也依次降低。

2)厂级负荷优化调度由于涉及的机组数量少, 在进行厂内负荷分配时可以尽可能采用更加精确 的煤耗模型。在进行大电网电厂的负荷分配时,由 于涉及的机组多,需要考虑的约束多,采用过于复 杂的煤耗模型可能造成调度优化问题无解或无法 在规定的时间内求解。同时,机组实际煤耗还受负 荷波动、辅机开停状态等多种因素的影响,在推进 厂级负荷优化调度工作的过程中,需要不断对煤耗 模型进行改进和完善,并研究相应的优化算法。

3)基于不同模型的发电调度方案的煤耗差别 与机组之间的差异、负荷曲线的形状等因素有关。 如果全面推广厂级负荷优化调度工作,需要进行更 加深入、全面的研究,分析不同情况下厂级负荷优 化调度的节能潜力。

4)仿真分析的结果和现场试验的结果总体趋 势上一致,具体数值上有一定的差别。如稳态阀点 模型下试验中最大节能百分比为 0.48%,而理论分 析下可达 0.61%。试验中发现机组实际煤耗还受负 荷波动、辅机开停状态等多种因素的影响,后续试 验中需要对影响煤耗的其他因素进行更加有效的 控制,保证结果的正确性和可比性。【1】

厂级负荷调度模式与传统调度模式的对比:

调度对象: 传统的 ELD 方式,以及我国所提出的节能发电调度,均针对单机进行相关的负荷指令分配与考核;即使部分电厂采用了下达指令到厂的方式,也只对单机进行考核,判断机组对电网需求的响应情况。厂级负荷调度方式时,若无机组处于故障工作状态,电力调度机构只需通过相应的通信信号, 确定厂级负荷优化分配系统是否投入,判断发电厂对电网需求的响应情况,以及优化分配是否以 节能降耗为目标。

优化策略:单机 AGC 方式,对于电力调度机构来说,实质上是一个单层的规划问题,即电力调度机构 在电网拓扑架构这个层面上,寻求整体的最优组合。厂级负荷调度模式大规模投入应用后,将形成电网—电厂,电厂—机组以电网拓扑结构为分界面的一个双层优化格局,即电厂在寻求自身最低成本的同时,与电网、区域内的其他电厂展开博弈,寻找最佳的利润平衡点。

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