发电厂空冷机组负荷优化调度控制仿真

发电厂空冷机组负荷优化调度控制仿真

罗东王犇

（通辽霍林河坑口发电有限责任公司内蒙古通辽029200）

摘要：随着电力工业体制改革的不断深化和电网调度自动化程度的日趋增强，对发电厂空冷机组负荷调度要求也提出了更高的要求，容量相对较大的空冷机组需要用自动发电控制方式来运行。要求空冷机组不仅有响应电网需求变化快的能力，并且需要使发电厂空冷机组安全、稳定地运行。而现阶段空冷机组负荷调度方法无法满足电网调度对负荷分配自动控制的硬性要求。通过发电厂空冷机组的负荷优化调度，可以保证空冷机组对电网负荷变化的响应。对空冷机组负荷调度进行优化，需要先寻找负荷调整时间目标，并将其处理为负荷范围的约束条件，完成对空冷机组的负荷优化调度。实验结果表明，所提方法能够达到发电厂空冷机组负荷优化调度要求，且控制精度较高。

关键词：发电厂；空冷机组；负荷调度

能源电力大规模并网使电网调峰调频缺曰问题日益严重，发电厂机组弹性运行是解决这一问题的有效措施。发电厂机组的传统运行重点关注安全、高效和环保等指标，而弹性运行的目的是实现机组快速、深度变负荷。在现有控制水平下，发电厂机组继续提离变负荷速率，将导致燃料量、主蒸汽压力等主要参数大幅波动，影响自身安全、稳定运行。该方法先依据混沌－相空间重构理论可知发电厂空冷机组的发电公路时间序列数据具备混沌属性的基础上，将相空间重构与神经网络相融合，组建发电长空冷机组发电功率预测模型，在此基础上以发电厂内空冷机组系统网损最小为目标函数，电网调度要求、空冷机组有功输出上下限为约束条件，组建发电厂空冷机组负荷调度模型。该方法能够有效提高常规空冷机组的发电效率，但存在空冷机组负荷优化调度效率较差的问题。

一、原理

在对发电厂空冷机组负荷优化调度过程中，先获取发电厂内所有空冷机组的历史运行数据，提取各台空冷机组的运行特征值，空冷机组本身存在一定的磨损，在这里定义其相对磨损系数，从而组建其负荷的目标函数，将其约束条件一一求出，结合遗传理论对发电厂空冷机组负荷调度规划寻优，得到发电厂空冷机组负荷调度策略，发电空冷机组负荷调度最重要的约束条件是满足控制指令，尽可能的跟随负荷指令，具体约束如下

3、发电厂热力系统储能及控制。发电厂电机组储能特性规定了机组调峰容量和调节速率，其发布推动了机组快速深度变负荷控制的研究进程。尽管采用先进控制理论进行发电厂协调控制系统设计的研究很多，但由于生产安全性的要求，多数并未能在实际中应用。利用发电厂中的储能来提高机组变负荷速率的研究更多从对象特性出发，较少涉及先进控制理论知识，更易于被王程人员接受。机组快速深度变负荷的核也内容是充分利用机姐中的储能。发电厂机组中能够利用的储能主要位于锅炉汽水系统及管道金属、凝结水系统中，提出容积蓄热系数的概念，计算不同类工质的的蓄热能力，最终通过计算和试验得到汽包锅炉蓄热系数随机姐运行压力降低而增加的规律。按照锅炉设备及设备内汽水工质热力特性划分区域，分别导出不同区域汽水蓄热计算方式，最后得到超临界直流锅炉蓄热系数，并与不同类型锅炉蓄热系数进行对比。

将锅炉蓄热划分为单相区、蒸发区和锅炉烟气分别列写蓄热动态方程，最后迭代计算出锅炉蓄热系数，为基础计算机组动态过程煤耗。锅炉储能利用对应现场中常采用炉跟机为基础的协调控制方式。在升负荷过程中，汽轮机島调口动作，存储在锅炉汽水系统中的蓄热释放，推动蒸汽去汽轮机做功，增加机组负荷；而燃料侧动作迟缓，需要经过一段时间后才能逐渐补充锅炉蓄热，维持主蒸汽压力稳定。

凝结水储能对应凝结水节流方案，对回热加热系统中低皮加热器和除氧器进行机理分析，得到了凝结水节流能够提供的储能容量及能够利用的时间，分析了凝结水节流调整机组负荷的原理，并结合扰动实验数据建立凝结水流量与机组功率之间的传递函数模型。［3］在模型的基础上分别设计了凝结水节流参与机组发电负荷双重控制和凝结水节流的模糊自适应控制算法。通过对汽轮机回热加热系统研究，得到凝结水节流系统简化动态模型，并结合现场设备情况选择调整除氧器上水电动口开度的凝结水节流方案。由于回热系统中可能采用的加热器节流、除氧器节流等缺乏调节手段或对机组产生不利影响，因此还未见应用。提出采用回热逆止阀调节回热抽汽量，从而快速改变机组负荷的控制方法，方法的安全性和经济性不能保证。建立了考虑汽轮机回热系统的机组动态模型，能够体现回热系统对负荷产生的影响，为回热系统中蓄热利用提供研究基础。

三、实验结果与分析

为了证明提出的基于动态规划的发电厂空冷机组负荷优化调度方法的综合有效性，需要进行一次实验，实验数据某发电厂，利用MMAGA对给定的发电厂总负荷进行优化计算，计算所得数据作为样本数据，通过MATLAB数学软件对所提方法实验结果进行描述。

利用所提方法进行发电厂空冷机组负荷优化调度实验。将不同方法进行负荷调度所需时间对比，对比结果利用所提方法进行负荷调度所需时间短于负荷调度所需时间，这主要是因为所提方法基于发电厂空冷机组负荷调度总时间的概念，得到调度周期内空冷机组供电煤耗量特性方程，并以煤耗、污染物排放、负荷调整时间最小化为优化目标，组建发电厂空冷机组负荷调度模型。在此基础上利用变步长动态规划理论对各空冷机组进行负荷的优化调度，由此实现发电厂空冷机组负荷优化调度，使得所提方法进行发电厂空冷机组负荷调度所需时间较短。

利用所提方法［1］方法进行发电厂空冷机组负荷优化调度实验，将不同方法进行负荷优化调度响应速率%对比，对比结果利用所提方法进行负荷优化调度响应速率优于控制响应速率，这主要是因为所提方法利用变步长动态规划理论对各空冷机组进行负荷的优化调度，由此实现发电厂空冷机组负荷优化调度。使得所提方法进行发电厂空冷机组负荷优化调度响应速率较优。

基于利用变步动态规划理论对各空冷机组进行负荷的优化调度，由此实现发电厂空冷机组负荷优化调度，使得所提方法进行发电厂空冷机组负荷调度可靠度较优。

参考文献：

［1］崔微，赵君，白莉红．基于多智能体的混合发电机组调度问题研究［J］．陕西电力，2014，42（4）：74－77．

［2］丽英，叶廷路，辛耀中．大规模风电接入电网的相关问题及措施［J］．技术与市场，2015，22（12）：19．

［3］黄春，刘小兵，王旭．基于根轨迹法的水轮发电机组自动控制系统设计研究［J］．西南民族大学学报（自然科学版），2016，40（1）：16．