650MW火电机组宽负荷调峰调频优化控制方法与流程

本发明涉及火电机组自动化控制，具体为一种650mw火电机组宽负荷调峰调频优化控制方法。

背景技术：

1、火电机组是一种大型的发电设备，其设计用于高效率地燃烧煤炭或其他燃料，再通过蒸汽轮机转动发电机产生电能。我国的火电机组主流容量有300mw、600mw和1000mw，而650mw火电机组则可以看作是600mw机组的一个提升版本。这种容量级别的机组通常位于大型的火力发电厂中，尤其是在电力需求增长迅速的地区，650mw火电机组是电力系统中的重要组成部分。为了提高运行效率和降低维护成本，650mw火电机组通过集成智能监控系统进行智能化提效管理。监控系统可以实时监控火电机组的运行状态，并通过数据分析优化维护计划和操作策略，自动化控制宽负荷调峰调频。在电网需求变化时，在一定范围内快速调整运行模式并控制发电出力来适应电网的负荷波动和频率稳定。调峰指的是火电机组根据电网的负荷变化，进行较大范围的出力调整。调峰可以是向上调整增加出力，也可以是向下调整减少出力，通常是有计划的，并且按照一定的调节速度进行，以满足电网的峰谷负荷需求。调频则是指火电机组对电网频率的微小变化做出快速响应，通过调整发电出力来维持电网频率的稳定。调频通常是自动化的，周期短，调整幅度不大，是跟随电网频率偏差进行的。火电机组在调频方面的响应速度和精度对于电网的稳定性至关重要。

2、目前，传统火电机组宽负荷调峰调频优化控制方法调峰响应速度相对较慢，在新能源发电波动较大的情况下，容易影响电网的实时平衡，同时低负荷运行时，火电机组的煤耗效率下降，导致能源利用率降低，没有充分考虑到电力系统的复杂性，负荷预测的不准确性和新能源发电的波动性都会导致调峰调频效果不佳。

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650mw火电机组宽负荷调峰调频优化控制方法，具备系统预测电网负荷波动更准确能源利用率高、集成调峰调频优化更及时有效等优点，解决了传统火电机组宽负荷调峰调频优化控制方法响应速度慢能源利用率降低，没有充分考虑到电力系统的复杂性整体调峰调频优化效果不佳的问题。

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：650mw火电机组宽负荷调峰调频优化控制方法，所述650mw火电机组宽负荷调峰调频优化控制方法通过智能集成监控系统进行自动化控制，所述智能集成监控系统包括多维采集模块、预测演算模块和调节输出模块，所述650mw火电机组宽负荷调峰调频优化控制方法包括以下步骤：

5、步骤一、将火电机组中的锅炉燃烧器、汽轮机、发电机、冷却系统、燃料供应系统、储能系统、中央控制系统、数据库与智能集成监控系统进行互联，多维采集模块根据不同数据源分类采集数据集，并进行编号后传输至预测演算模块；

6、步骤二、预测演算模块根据锅炉燃烧器、汽轮机、发电机、冷却系统和燃料供应系统相关的数据，计算生成产能数据组cnsj，明确火电机组当前运行状态下每个发电环节的能源转化比；

7、步骤三、预测演算模块根据储能系统、中央控制系统和数据库相关的数据，计算生成负荷数据组fhsj，明确火电机组待发电负荷和后续负荷预期增长值；

8、步骤四、预测演算模块根据产能数据组cnsj和负荷数据组fhsj，计算生成调配时长tpcz，明确火电机组当前运行状态下调配负荷所需的发电时长；

9、步骤五、调节输出模块根据产能数据组cnsj和调配时长tpcz，判断生成对应的调配指令并控制650mw火电机组进行调峰调频。

10、优选的，所述多维采集模块包括物料供给单元、能源消耗单元、能源回收单元、储能采集单元、负荷指令单元和历史负荷单元，所述物料供给单元通过网络连接燃料供应系统采集供给数据集，并进行编号后传输至预测演算模块，所述能源消耗单元通过网络连接锅炉燃烧器、汽轮机、发电机采集能耗数据集，并进行编号后传输至预测演算模块，所述能源回收单元通过网络连接冷却系统采集回收数据集，并进行编号后传输至预测演算模块，所述储能采集单元通过网络连接储能系统采集储能数据集，并进行编号后传输至预测演算模块，所述负荷指令单元通过网络连接中央控制系统采集指令数据集，并进行编号后传输至预测演算模块，所述历史负荷单元通过网络连接数据库采集历史数据集，并进行编号后传输至预测演算模块，所述多维采集模块通过网络连接预测演算模块。

11、优选的，所述物料供给单元根据供给数据集特征对煤粉、燃油或燃气等燃料供应数据进行编号，所述供给数据集编号为n表示燃料供应的次数，x表示每次燃料供应的种类，y表示每次燃料供应的容量，所述能源消耗单元根据能耗数据集特征对锅炉燃烧器热能数据、汽轮机动能数据和发电机电能数据进行编号，所述能耗数据集编号为rα、jα和dα，α表示统一周期监测锅炉燃烧器热能数据、汽轮机动能数据和发电机电能数据的次数，所述能源回收单元根据回收数据集特征对冷却系统冷凝水回收数据进行编号，所述回收数据集编号为sβ，β表示能源回收单元监测冷却系统冷凝水回收数据的次数。

12、优选的，所述储能采集单元根据储能数据集特征对储能系统中电能容量数据进行编号，所述储能数据集编号为cnρ，ρ表示储能采集单元监测储能系统电能容量数据的次数，所述负荷指令单元根据指令数据集特征对中央控制系统指令所需的负荷数据进行编号，所述指令数据集编号为zlγ，γ表示负荷指令单元采集中央控制系统指令所需的负荷的次数，所述历史负荷单元根据历史数据集特征对数据库中同一时期历史负荷需求数据进行编号，所述历史数据集编号为lsθ，θ表示历史负荷单元通过数据库采集同一时期历史负荷需求的次数。

13、优选的，所述预测演算模块包括产能预测单元、负荷预测单元和调配演算单元，所述产能预测单元根据供给数据集、能耗数据集和回收数据集，计算生成产能数据组cnsj，并通过网络传输至调配演算单元，所述负荷预测单元根据储能数据集、指令数据集和历史数据集，计算生成负荷数据组fhsj，并通过网络传输至调配演算单元，所述调配演算单元根据产能数据组cnsj和负荷数据组fhsj，计算生成调配时长tpcz，所述预测演算模块通过网络连接调节输出模块。

14、优选的，所述产能预测单元根据供给数据集、能耗数据集和回收数据集，计算生成产能数据组cnsj，其计算公式如下：

15、

16、公式中，cnsj表示产能数据组，表示火电机组当前运行状态下燃料容量与锅炉燃烧器热能数据的转化比，表示火电机组当前运行状态下锅炉燃烧器热能数据与汽轮机动能数据的转化比，表示火电机组当前运行状态下汽轮机动能数据与发电机电能数据的转化比，表示火电机组当前运行状态下汽轮机动能数据与冷却系统冷凝水回收数据的转化比。

17、优选的，所述负荷预测单元根据储能数据集、指令数据集和历史数据集，计算生成负荷数据组fhsj，其计算公式如下：

18、

19、公式中，fhsj表示负荷数据组，zlγ-cnρ表示中央控制系统指令所需的负荷电量减去储能系统电能容量得到的待发电负荷，|zlγ-lsθ|表示中央控制系统指令所需的负荷电量减去数据库同一时期历史负荷需求电量得到的波动预测值，zlγ+|zlγ-lsθ|表示中央控制系统指令所需的负荷电量加上波动预测值得到的负荷预期增长值。

20、优选的，所述调配演算单元根据产能数据组cnsj和负荷数据组fhsj，计算生成调配时长tpcz，其计算公式如下：

21、

22、公式中，tpcz表示调配时长，表示将负荷数据组中的待发电负荷值和负荷预期增长值分别除以火电机组每个发电环节的能源转化比得到的调配时长。

23、优选的，所述调节输出模块通过网络连接中央控制系统采集参考数据集，并进行编号，所述参考数据集由参考调配阈值和参考转化阈值组成，所述参考数据集编号为ckttp和ckzh。

24、优选的，所述调节输出模块将调配时长tpcz对比参考调配阈值cktp，产能数据组cnsj对比参考转化阈值ckzh，判断生成对应的调节指令并控制650mw火电机组进行调峰调频，所述调配时长tpcz大于参考调配阈值cktp时，判断生成调峰指令，所述产能数据组cnsj小于参考转化阈值ckzh时，判断生成调频指令。

25、与现有技术相比，本发明提供了一种650mw火电机组宽负荷调峰调频优化控制方法，具备以下有益效果：

26、1、本发明通过智能集成监控系统自动化控制650mw火电机组进行宽负荷调峰调频，将火电机组中的锅炉燃烧器、汽轮机、发电机、冷却系统、燃料供应系统、储能系统、中央控制系统、数据库与智能集成监控系统进行互联，多维采集模块根据不同数据源分类采集供给数据集、能耗数据集、回收数据集、储能数据集、指令数据集和历史数据集，预测演算模块设置产能预测单元和负荷预测单元计算生成产能数据组cnsj和负荷数据组fhsj，明确火电机组当前运行状态下每个发电环节的能源转化比、待发电负荷和后续负荷预期增长值，系统预测电网负荷波动更准确能源利用率高。

27、2、本发明通过预测演算模块设置调配演算单元根据产能数据组cnsj和负荷数据组fhsj，计算生成调配时长tpcz，明确火电机组当前运行状态下调配负荷所需的发电时长，调节输出模块通过网络连接中央控制系统采集参考数据集，参考数据集由参考调配阈值和参考转化阈值组成，调节输出模块将调配时长tpcz对比参考调配阈值cktp，产能数据组cnsj对比参考转化阈值ckzh，判断生成对应的调配指令并控制650mw火电机组进行调峰调频，集成调峰调频优化更及时有效。