基于经济性和可靠性的火电机组负荷优化调度方法

摘要

随着经济的高速增长和生活水平的不断提高,电网的容量和峰谷比不断增大,迫切要求大型火电机组参与电网调峰运行。在调峰的过程中,合理的分配各机组负荷可以带来巨大的经济效益。迄今人们已经运用了多种方法(如启发式法、等微增原理法、动态规划法、遗传算法等)对其进行了分析和研究,取得了一定的效果。但从实际生产的应用情况来看,机组负荷优化分配问题仍然没有得到较好的解决。利用已有的方法求解机组负荷优化问题时,没有考虑机组运行可靠性问题,显然这是不适当的和不全面的。于此,文中在深入分析国内外机组负荷优化分配方法基础上,提出了基于机组可靠性与经济性的机组负荷分配的动态规划法(DRMER),建立了基于机组可靠性与经济性机组负荷优化数学模型,提出了基于DRMER判定机组最佳停运状态表达式(式6.20);同时,在深入分析机组运行可靠性指标基础上,分析确定了机组寿命损耗指标是DRMER法中可应用的重要可靠性指标;文中并针对某厂5×200MW机组,研究分析其汽轮机在各种运行状态下寿命损耗,并采用动态规划法、等微增原理法、DRMER进行机组多种负荷优化分配,结果表明基于机组可靠性与经济性的机组负荷分配的动态规划法优化分配机组负荷,更能体现机组实际情况,更能提高机组运行经济性和可靠性。本文研究方法为火电机组间负荷的优化分配方法和提高机组运行可靠性的进一步研究提供了基础,具有一定工程应用价值和学术意义,也可为其它火电机组负荷优化分配提供参考。

目录

中文摘要

英文摘要

1 前言

1.1 研究目的意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

2 火电厂主要负荷优化调度方法分析与评价

2.1 启发式方法

2.2 动态规划法

2.3 等微增原理法

2.4 遗传算法

2.5 机组负荷优化组合问题的其它方法

2.6 小结

3 机组可靠性、寿命损耗与其经济运行关系

3.1 机组运行可靠性及评价指标

3.1.1 火电机组及系统可靠性评价指标

3.1.2 火电机组可靠性评价指标的建立

3.2 机组寿命损耗

3.3 机组寿命损耗与其经济运行关系

4 基于可靠性与经济性的动态规划法(DRMER)的提出及优化调度数学模型

4.1 基于经济性的动态规划法的不足与缺陷

4.2 基于经济性和可靠性的机组负荷优化调度原理

4.2.1 基本原理

4.2.2 进一步分析与说明

4.3 基于可靠性与经济性的机组负荷优化调度数学模型

4.3.1 DRMER机组负荷优化调度数学模型建立

4.3.2 DRMER法负荷优化调度数学求解递推关系式

5 DRMER法中可靠性重要指标-寿命损耗确定

5.1 转子计算截面的选取

5.2 换热系数的确定

5.3 温度场的计算

5.4 汽轮机转子的应力场数学模型

5.4.1 热应力

5.4.2 热应力集中系数

5.4.3 合成应力

5.5 机组寿命损耗数学模型

5.6 汽轮机转子温度场及应力场计算结果

5.6.1 冷态启动

5.6.2 滑参数停机

5.6.3 热态启动

5.6.4 冲击负荷

5.7 转子的寿命损耗

6 DRMER法火电机组间负荷优化调度分析与比较

6.1 机组对象特性

6.1.1 锅炉及汽轮机参数

6.1.2 各机组煤耗的原始数据及煤耗特性

6.1.3 煤耗拟合方程的建立

6.1.4 煤耗拟合方程的校验

6.2 动态规划法求解及约束条件处理

6.3 等微增原理法求解及约束条件处理

6.4 DRMER法求解及约束条件处理

6.5 负荷优化分配及结果分析

6.6 DRMER法下机组最佳停运方式确定

7 结论

致谢

参考文献

附录: 作者在攻读硕士学位期间发表或已投的论文