一种供热燃气机组热负荷在线切换控制方法及系统与流程

所属的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。需要说明的是，上述实施例提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd－rom、或内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

背景技术：

1、燃气锅炉的工作原理首先是水通过进水口进入到锅炉内，经过加热产生出符合供热标准的水，然后通过循环水泵进入到室内散热器，散热器通过辐射散发热量和对流换热进而达到供暖的目的。锅炉是密封的，水在锅炉中不断地被气体燃料燃烧所释放的能量来进行加热，由于温度的不断升高而产生了带压蒸汽，与此同时，水的沸点不断的随压力的升高而升高，所以水蒸气在锅炉里面的膨胀受到了一定的制约，因此而产生了压力形成一种热动力，这种热动力被作为能源运用在了燃气锅炉中。

2、然而现有技术中，为满足电力市场结算试运行，进行背压机调试工作，在调试工作结束后，因电网正备用不足，需机组继续进行顶峰发电，而系统之间的机组因供热负荷限制，导致只能维持较低负荷运行，无法满足电网出力需求，且燃机低负荷运行会导致nox排放超标，因此，如何提供一种供热燃气机组热负荷在线切换控制方法及系统是本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种供热燃气机组热负荷在线切换控制方法及系统，本发明通过根据燃气机组和燃煤机组的运行参数，综合确定调控策略，根据不同的锅炉连续蒸发量实行燃气单独控制或者燃气－燃煤结合性的控制，提高了机组的供热稳定性，保证了系统运行的安全性。

2、为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

3、一种供热燃气机组热负荷在线切换控制方法，包括：

4、获取燃气机组和燃气锅炉的运行参数，并预先设定计算函数、约束条件以及调控策略；其中，所述运行参数包括燃气机组工作状态、燃气锅炉工作状态、燃气机组－燃气锅炉最大出力、燃气机组－燃气锅炉最小出力、燃气机组－燃气锅炉爬坡速率、燃气机组的发电气耗系数和燃气机组用天然气的成本；

5、获取所述燃气机组和所述燃气锅炉的初始出力与初始运行状态，实时计算所述燃气机组的输出功率、燃气锅炉的输出功率和预测负荷功率，根据所述燃气机组的气耗－出力函数结合所述燃气机组的发电气耗系数计算所述燃气机组的气耗率；

6、根据所述燃气机组的气耗率、所述计算函数以及所述约束条件，通过粒子群算法确定所述调控策略；其中，

7、所述调控策略为根据所述燃气机组的锅炉最大连续蒸发量和所述燃气锅炉最大连续蒸发量预设若干个工况分界值，并建立与各所述工况分界值相对应地控制模型，根据预设的加权规则对所述燃气机组和所述燃气锅炉进行在线切换控制。

8、在本技术的一些实施例中，根据预设的加权规则对所述燃气机组和所述燃气锅炉进行在线切换控制，包括：

9、设置各所述控制模型的插值系数，根据所述工况分界值划分工作区间，以当前的工况值所处的所述工作区间，选择与当前所述工况值相邻的两个所述工况分界值，选取调度变量，对与两个所述工况分界值相对应地所述控制模型的插值系数进行插值计算，并根据插值计算的结果n对所述燃气机组和所述燃气锅炉进行在线切换控制；其中，

10、所述工况分界值包括35％最大连续蒸发量、70％最大连续蒸发量、以及100％最大连续蒸发量。

11、在本技术的一些实施例中，所述根据插值计算的结果n对所述燃气机组和所述燃气锅炉进行在线切换控制，包括：

12、当所述插值计算的结果n大于所述35％最大连续蒸发量且小于所述70％最大连续蒸发量时，确定所述燃气机组工作状态和所述燃气锅炉工作状态，所述燃气机组工作状态包括工作状态和停止状态，所述燃气锅炉工作状态包括工作状态和停止状态，当所述燃气机组工作状态为所述停止状态时，将所述燃气锅炉工作状态切换至所述工作状态；

13、当所述插值计算的结果n大于所述70％最大连续蒸发量且小于所述100％最大连续蒸发量时，确定所述燃气机组工作状态和所述燃气锅炉工作状态，当所述燃气机组工作状态为所述工作状态时，将所述燃气锅炉工作状态切换至所述停止状态。

14、在本技术的一些实施例中，所述气耗－出力函数是通过以下公式计算得到的：

15、p＝agaspgas2+bgaspgas+cgas；

16、式中，p为当前时段燃气机组的气耗率，pgas为当前时段燃气机组的出力，agas为燃气机组的气耗－出力函数的二次项系数，bgas为燃气机组的气耗－出力函数的一次项系数，cgas为燃气机组的煤耗－出力函数的常数项系数。

17、在本技术的一些实施例中，所述约束条件包括系统旋转备用约束、系统最大最小出力约束和系统爬坡速率约束，所述系统包括所述燃气机组和所述燃气锅炉。

18、为了实现上述目的，本发明还相应地提供了一种供热燃气机组热负荷在线切换控制系统，应用于所述的供热燃气机组热负荷在线切换控制方法中，包括：

19、获取单元，用于获取燃气机组和燃气锅炉的运行参数，并预先设定计算函数、约束条件以及调控策略；其中，所述运行参数包括燃气机组工作状态、燃气锅炉工作状态、燃气机组－燃气锅炉最大出力、燃气机组－燃气锅炉最小出力、燃气机组－燃气锅炉爬坡速率、燃气机组的发电气耗系数和燃气机组用天然气的成本；

20、计算单元，用于获取所述燃气机组和所述燃气锅炉的初始出力与初始运行状态，实时计算所述燃气机组的输出功率、燃气锅炉的输出功率和预测负荷功率，根据所述燃气机组的气耗－出力函数结合所述燃气机组的发电气耗系数计算所述燃气机组的气耗率；

21、调控单元，用于根据所述燃气机组的气耗率、所述计算函数以及所述约束条件，通过粒子群算法确定所述调控策略；其中，

22、所述调控策略为根据所述燃气机组的锅炉最大连续蒸发量和所述燃气锅炉最大连续蒸发量预设若干个工况分界值，并建立与各所述工况分界值相对应地控制模型，根据预设的加权规则对所述燃气机组和所述燃气锅炉进行在线切换控制。

23、在本技术的一些实施例中，所述调控单元还用于设置各所述控制模型的插值系数，根据所述工况分界值划分工作区间，以当前的工况值所处的所述工作区间，选择与当前所述工况值相邻的两个所述工况分界值，选取调度变量，对与两个所述工况分界值相对应地所述控制模型的插值系数进行插值计算，并根据插值计算的结果n对所述燃气机组和所述燃气锅炉进行在线切换控制；其中，

24、所述工况分界值包括35％最大连续蒸发量、70％最大连续蒸发量、以及100％最大连续蒸发量。

25、在本技术的一些实施例中，所述调控单元还用于当所述插值计算的结果n大于所述35％最大连续蒸发量且小于所述70％最大连续蒸发量时，确定所述燃气机组工作状态和所述燃气锅炉工作状态，所述燃气机组工作状态包括工作状态和停止状态，所述燃气锅炉工作状态包括工作状态和停止状态，当所述燃气机组工作状态为所述停止状态时，将所述燃气锅炉工作状态切换至所述工作状态；

26、当所述插值计算的结果n大于所述70％最大连续蒸发量且小于所述100％最大连续蒸发量时，确定所述燃气机组工作状态和所述燃气锅炉工作状态，当所述燃气机组工作状态为所述工作状态时，将所述燃气锅炉工作状态切换至所述停止状态。

27、在本技术的一些实施例中，所述获取单元还用于通过以下公式计算得到的所述气耗－出力函数：

28、p＝agaspgas2+bgaspgas+cgas；

29、式中，p为当前时段燃气机组的气耗率，pgas为当前时段燃气机组的出力，agas为燃气机组的气耗－出力函数的二次项系数，bgas为燃气机组的气耗－出力函数的一次项系数，cgas为燃气机组的煤耗－出力函数的常数项系数。

30、在本技术的一些实施例中，所述约束条件包括系统旋转备用约束、系统最大最小出力约束和系统爬坡速率约束，所述系统包括所述燃气机组和所述燃气锅炉。

31、本发明提供了一种供热燃气机组热负荷在线切换控制方法及系统，与现有技术相比，其有益效果在于：

32、本发明通过计算燃气机组的气耗率和燃煤机组的煤耗率，结合预设计算函数以及约束条件，确定调控策略，根据最大连续蒸发量作为调控策略的条件，实现不同工况下的燃气机组和燃煤机组的控制，提高了机组的供热稳定性，保证了电网出力需求，维持了系统高效的运行。