全網(wǎng)水火電機(jī)組分層節(jié)能降耗優(yōu)化協(xié)調(diào)管控技術(shù)研究與應(yīng)用

本項目以全網(wǎng)水火電機(jī)組大量實時運(yùn)行數(shù)據(jù)的接入和分析為基礎(chǔ),在電網(wǎng)火電側(cè),通過全系統(tǒng)汽水分布方程及排氣焓優(yōu)化算法實時計算機(jī)組熱耗、用基于煤質(zhì)智能識別技術(shù)實時計算鍋爐效率等方法,構(gòu)建了火電機(jī)組煤耗在線監(jiān)測系統(tǒng)、耗差及能損分析系統(tǒng)、廠用電能效在線監(jiān)測系統(tǒng)、火電機(jī)組發(fā)電能力在線評估系統(tǒng)等機(jī)組性能在線分析平臺;在電網(wǎng)水電側(cè),通過水情預(yù)報、水電機(jī)組振動區(qū)域及水機(jī)效率在線計算方法,構(gòu)建了水電機(jī)組發(fā)電性能的在線分析平臺。

以上述平臺為基礎(chǔ),研究全網(wǎng)水火電之間、水電站群之間、火電站群之間、火電廠內(nèi)部、水電站內(nèi)部的多層級全網(wǎng)水火電機(jī)組節(jié)能降耗優(yōu)化協(xié)調(diào)管控策略,在電網(wǎng)側(cè),實現(xiàn)全網(wǎng)水火電機(jī)組發(fā)電能力上、下限的在線評估;水火電機(jī)組發(fā)電功率的中短期預(yù)測;提出了實現(xiàn)基于煤耗在線可靠分析技術(shù)、水輪發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)性在線分析技術(shù)和發(fā)電能力動態(tài)約束、電網(wǎng)安全約束的全網(wǎng)水火電協(xié)調(diào)優(yōu)化控制策略;在電廠側(cè),實現(xiàn)水火電機(jī)組基于運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的負(fù)荷分配與閉環(huán)控制,降低廠用電消耗。通過上述技術(shù)的研究與應(yīng)用,達(dá)到挖掘清潔能源發(fā)電潛力、優(yōu)化火電機(jī)組經(jīng)濟(jì)性能的全網(wǎng)節(jié)能運(yùn)行管控目標(biāo),形成了全網(wǎng)水火電機(jī)組分層節(jié)能降耗優(yōu)化協(xié)調(diào)管控體系。研究成果共形成專利8項,軟件著作權(quán)15項,發(fā)表論文12篇。

項目主要創(chuàng)新點(diǎn)包括：

(1)提出了基于實時在線監(jiān)測的從各個層面對全網(wǎng)水、火電機(jī)組優(yōu)化協(xié)調(diào)策略及負(fù)荷分配方法,為節(jié)能發(fā)電調(diào)度實時優(yōu)化控制提供了技術(shù)支撐。

(2)提出了在線評估、短期預(yù)測、實時確定水、火電機(jī)組發(fā)電能力上、下限的方法,解決了電網(wǎng)水火電負(fù)荷優(yōu)化分配的關(guān)鍵問題。

(3)提出基于煤質(zhì)樣本庫智能識別的復(fù)雜煤質(zhì)條件下鍋爐效率實時計算方法、基于熱力系統(tǒng)全信息的汽輪機(jī)熱耗計算方法,研發(fā)了火電機(jī)組煤耗的實時在線監(jiān)測系統(tǒng)。

(4)提出基于火電廠實時煤耗最低的火電廠廠內(nèi)負(fù)荷分配方法,并通過在網(wǎng)廠兩級協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中制定控制邏輯,實現(xiàn)了按照煤耗最低的閉環(huán)控制,解決了廠級機(jī)組運(yùn)行的節(jié)能優(yōu)化問題。

本項目成果在云南11座火電廠的30臺機(jī)組、多個流域的41座水電廠和云南電力調(diào)度控制中心得到應(yīng)用。監(jiān)控平臺投運(yùn)以來,提高了電網(wǎng)的水能利用率,減少了燃煤的消耗,2013年,全網(wǎng)水能利用率計劃值為4%,實際值達(dá)到5.26%,水能利用率提高了1.26%。全網(wǎng)火電機(jī)組2012年的供電煤耗率為333.26g/kWh,2013年的供電煤耗為330.37g/kWh,下降了2.89 g/kWh,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在11座火電廠內(nèi)應(yīng)用火電廠內(nèi)煤耗最優(yōu)的負(fù)荷分配方法,實現(xiàn)機(jī)組煤耗降低。火電廠廠用電在線監(jiān)測系統(tǒng)除了在云南電網(wǎng)的國電陽宗海發(fā)電廠應(yīng)用以外,還在廣東省和貴州省的10個電廠的15臺機(jī)組中推廣應(yīng)用,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

該項目圍繞水火電機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性實時分析、水火電發(fā)電能力在線評估等技術(shù),在火電機(jī)組煤耗在線分析、發(fā)電能力在線評估、廠用電在線監(jiān)測與分析、能損分析,水電機(jī)組效率在線監(jiān)測、水輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)域在線評估、水情測報等方面開展了研究,構(gòu)建了基于經(jīng)濟(jì)性和發(fā)電能力在線分析的全網(wǎng)水火電機(jī)組節(jié)能監(jiān)控平臺并實際應(yīng)用,為電網(wǎng)調(diào)度過程水火電負(fù)荷優(yōu)化協(xié)調(diào)分配提供了關(guān)鍵技術(shù)支持。

本項目成果推動了電力系統(tǒng)節(jié)能發(fā)電調(diào)度領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步,具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會效益和推廣應(yīng)用前景,可推廣至區(qū)域級電網(wǎng)及其統(tǒng)調(diào)范圍內(nèi)的所有水火電機(jī)組的節(jié)能優(yōu)化和調(diào)度管控中。整體達(dá)到國際先進(jìn)水平。