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经济负荷优化调度方案 二零一三年十月 概述 随着电力市场管制的放开，以及环保排放的严格，电厂需要自主合理调配负荷，以达到最高的经济性，因此负荷经济调度功能将会成为电厂的重要功能之一。 负荷优化调度分配软件，能够根据调度的负荷指标、机组具体性能情况以及各种限制运行条件，对机组负荷进行经济合理的分配，具体可用于： 母管制机组：多台锅炉供一台汽轮机的用汽 联合循环机组：多台燃气轮机加一台或多台蒸汽轮机所形成的联合循环 多台单元机组：多台冷凝式机组响应一个总的负荷需求信号 热电联供机组：多台锅炉与多台蒸汽发电机组联合供电与供汽 同一电网区域内多家电厂的负荷分配 水电机组的负荷优化 工业自备电厂的负荷优化 负荷优化调度原理 负荷优化分配软件包的功能是根据负荷调度计划或者调度指令，以及供热需求等综合因素，以全厂的供电煤耗量最小为目标，根据各台机组经过参数偏差修正的负荷—煤耗量关系曲线，计算全厂各台机组应发的功率，提出负荷分配建议。如果负荷信号能够通过通讯方式进入控制系统，则可以实现负荷优化的闭环控制。 负荷优化需要一系列的数学模型支持，这些过程模型包含各种运行操作限制因素和热力性能特性。对每台机组，必须有热耗率－负荷关系模型。如果考虑到排放因素，还必须有全厂总的SO2和NOx排放量作为优化限制条件。其他的限制条件还包括每台机组的最大允许和最小允许负荷，以及FGD和SCR的最大和最小运行效率。最后实际使用的模型是由一组表达式所组成，这些表达式优化求解后的结果是以金额表示的每小时最低运行成本。 具体的优化算法，或者说优化技术一般分为线性优化和非线性优化两大类。线性优化属于非常经典的优化技术，能够实现实时优化；但它要求整个对象模型，包括每个子模型都必须是线性模型，这就大大限制了它的应用范围。非线性优化的常见算法是进化算法。在负荷优化方面，我们采用了简单自定向进化算法(Simplex Self-Directing Evolutionary Operation Technique)来优化锅炉与蒸汽轮机的负荷分配。这种算法的初始值是各个相关变量和小扰动所构成的矩阵，下表为一简单示例。进化算法以此为初始值，不断进行滚动优化，逐步达到最优值。这种算法已经成功地用于电力行业应用的优化。在实时应用时，必须限制变量个数，以保证最终的收敛。 序号 变量1 变量2 变量3 变量N 成本值 1 X1-a1 X2-a2 X3-a3 Xn-an C1 2 X1+a1 X2-a2 X3-a3 Xn-an C2 3 X1 X2+2a2 X3-a3 Xn+an C3 优化算法的有哪些信誉好的足球投注网站原理是对参与优化分配的每个机组进行等成本微增，然后决定由如何进行升降负荷分配。在进行负荷优化分配前，必须先做出每台机组的成本－负荷曲线、成本－热需求曲线。负荷分配时，假设增加负荷X MW，那么优化的初始值就是给每台机组增加X/n MW。然后优化程序开始运行，每次都调整每台机组的负荷变化数，根据成本曲线计算出变化后的总成本，最终达到一个稳定值。 除了进化算法，负荷优化调度软件包还包含： LP/Quadratic算法：这个算法用于优化由线性对象模型和线性/二次型模型的优化指标的情况。 梯度非线性算法：这个算法用于优化非线性，但连续或者平滑的对象模型。 相比于前两种算法，进化算法就主要用于优化非线性和不平滑的对象模型了。但上述的所有算法都可以处理设备停役的状况。 系统结构 负荷优化软件包支持OPC协议，可以通过这种协议获取机组控制系统的数据，并将最终分配数值传递给各台机组。整个系统硬件结构如图1所示。 图1 负荷优化的硬件架构图 整个负荷优化软件包运行于一台Windows工作站上，通过承担网络隔离任务的路由器与电厂内的各台机组的OPC站相连接。而系统的软件结构则如图2所示。 图2 负荷优化的软件结构 负荷优化软件具备图形化接口，支持用户执行“如果…那么…”的仿真模式，可以帮助用户了解机组的具体运行特点，指导机组经济运行。此外，负荷优化软件还支持Web Server方式，支持远程监视与管理。 设备清单 下表为设备清单 编号 名称 数量 备注 1 负荷优化调度站(Dell 系列工作站) 1台 预装Windows 英文版，20” Dell LCD, 2块以太网卡 2 Cisco Router 2811 1台 3 负荷优化软件包 1套 4 计算机桌 1面 根据现场需要确定 5 网络线缆 根据现场需要确定 实施步骤 步骤1 启动会议：确认工作范围、工作进度，并决定工程步骤。同时获取机组的历史数据和设计数据，用以模型设计。 步骤2 工厂试验与模型设计：根据工程实施方案，和采集到的数据进行初期模型设计。