基于动态煤耗模型的厂级负荷优化分配研究

摘要

未来大规模新能源并网需要火电机组互补来平抑新能源的随机波动性，利用机组自身蓄热和发展厂级负荷优化系统是提升火电机组调峰速度、深度的关键，超超临界机组在启停、调峰等瞬态过程与稳态过程相比能耗特性存在较大差异。本文综合考虑机组瞬态过程蓄热对煤耗的影响，采用集总参数法建立了瞬态过程工质蓄热模型、金属蓄热模型和煤耗计算模型，定性分析了工质状态和变负荷速率对机组蓄热的影响，对某1000MW机组瞬态工况试验过程进行了计算分析，得到了试验过程机组蓄热率和蓄热影响下机组发电标准煤耗增量曲线，分析了不同负荷各受热面的蓄热分布情况。在厂级负荷分配模型中考虑瞬态因素建立了基于动态煤耗的厂级负荷分配模型，得到机组负荷优化分配策略和最优变负荷速率，通过实例计算对比该模型和传统模型的经济效益。结果表明:机组总蓄热率与金属总蓄热率的变化趋势几乎一致，金属总蓄热率约为工质总蓄热率的1.5～2倍;工质蓄热率中水冷壁所占比例最大，过热器所占比例最小;受蓄热影响，机组升负荷试验过程中，发电标准煤耗最大增加了3.48g/(kW·h);而在降负荷试验过程中，发电标准煤耗最大减少了3.2g/(kW·h);使用动态煤耗模型比使用稳态煤耗模型全厂日平均供电标准煤耗少了1.58g/(kW·h)，机组负荷变化越大节煤效果越明显。本文研究成果能对燃煤发电机组调峰过程中负荷分配优化和变负荷速率调控提供有效的参考。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．2 厂级负荷优化分配研究现状

1．3 论文主要研究工作

2．1 引言

2．2 基本简化假设

2．3 水冷壁分段模型

2．3．1 亚临界工况分段模型

2．3．2 超临界工况分段模型

2．4 集总参数的选取

2．5 工质蓄热模型

2．5．1 单相工质蓄热模型

2．5．2 两相工质蓄热模型

2．6 金属蓄热模型

2．7 瞬态过程煤耗计算模型

2．8 本章小结

3．1 引言

3．2 试验基本情况

3．3 机组瞬态过程蓄热率及分布结果

3．4 机组瞬态过程煤耗计算结果

3．5 煤耗计算结果验证

3．6 本章小结

第4章 基于动态煤耗的厂级负荷分配模型

4．1 引言

4．2 厂级负荷分配模型

4．2．1 目标函数

4．2．2 约束条件

4．3 稳态煤耗特性曲线

4．3．1 锅炉效率

4．3．2 汽轮机热耗率

4．3．3 最小二乘法拟合

4．3．4 曲线拟合结果

4．4 瞬态特性参数的计算

4．4．1 受热面参数变化率

4．4．2 蓄热特性参数

4．5 遗传算法

4．6 实例计算结果

4．7 本章小结

5．1 主要研究结论

5．2 主要创新点

5．3 后续工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢