【正文】 障造成停機或者出力下降，超過預先的估計，此時需要進行在線計算，短時間內做出優(yōu)化分配。由于是預選河海大學工程碩士專業(yè)學位論文16計算的，計算時間充分，甚至可以對第二天計劃曲線上負荷要求可能的一定范圍內的偏差，可能的機組故障停機等，也進行預先的計算，這樣第二天的許多情況已經(jīng)計算過了，只要程序按照第二天的實際情況，把相應的分配結果提示給操作員即可。母管制機、爐耗量特性如滿足凸函數(shù)要求，同樣可按等微增率分配負荷。見表 21 列出夏季工況下，6 臺機均運行時的負荷分配部分結果件。當機組煤耗微增率與負荷之間的關系為連續(xù)或分段連續(xù)的凸函數(shù)曲線時，等微增率法分配負荷不僅最經(jīng)濟而且較方便。在電廠總負荷一定的條件下最優(yōu)負荷分配的目標函數(shù)為: ()121(),.)i iinBGNR???約束條件為： ()?式中 N—電廠總電負荷 B—總煤耗 Bi—各機組的煤耗 Ni—各機組的負荷對()、()式表達的最優(yōu)化問題的拉格朗日函數(shù)為： n123i(,.))iLGN???????iW河海大學工程碩士專業(yè)學位論文15由極限的條件可知，只有當 時才有極限，即0LN??111222λ0λ=0......BGWN?????則 則從以上幾個方程得（）????式中 λ—燃料消耗微增率。對于新蒸汽流量，都不太容易測量準確，采用直接測量，配合給水流量等校準。我們利用鍋爐效率的目的是為了獲得機組的煤耗，而煤耗特性是用作優(yōu)化調度，并非考評機組經(jīng)濟性之用，如果能得到即時的鍋爐效率當然最好不過，但是只要誤差不大，還是可以接受的，沒有必要追求其絕對值的準確性。近幾年。具體來說，首先確定汽輪機的熱耗率，計算公式如下:qi=Q/Neli=QoihoiQfwihfwi+Qri(hrihhi)/ Neli kj/kwh其中，Q—工質在鍋爐內吸收的熱量；Qoihoi一新蒸汽流量及焓值；Qfwihfwi一給水流量及焓值；Qri， ，h ri ，h hi一再熱熱端蒸汽流量；Neli一單元機組輸出功率；小標 i 均表示針對的是第 i 機組；河海大學工程碩士專業(yè)學位論文14根據(jù)上面公式計算出熱耗率 qi，在轉換為標準煤耗，Bsi= Neli qi/Bη i其中 η i一鍋爐效率；B 一標準煤低位發(fā)熱量；其中的部分參數(shù)要借助于中間變量，對于 h0，需要由 p0、t 0(分別為新蒸汽壓力、溫度)查焓一熵圖或利用 IFC ，有“正平衡”與“反平衡”兩種計算方法，由于“正平衡”需要測取煤的流量，但目前國內外還沒有精確測量煤粉流量的方法，故在線確定機組特性曲線時，“正平衡”法不能應用。對于 n≥l 的()BfP?情況， 蘊含在幾臺機組的供電負荷一煤耗曲線 B1=f(P1)， B2=f(P2)， Bi=f(Pi)，()f?Bn=f(Pn)中曲線 Bi=f(Pi)幾乎跟整機組的所有設備性能特性都有關系，比如鍋爐特性，汽輪機特性、發(fā)電機特性等等，一般采用運行或者機組綜合熱力試驗數(shù)據(jù)，進行擬合得到一定的特性曲線，然后利用該曲線來進行尋優(yōu)計算。()0it itU??；maxminniiiP?河海大學工程碩士專業(yè)學位論文13i=1,2,……,n；t=1,2,………,t；實時分配時的數(shù)學模型為: ,mini()tnititBUfP??約束為:φ（U i，t i，1 ）≥0；φ（U i，t i，2 ）≥0|Pi,t Pi,t1|≥R i,up△t,| P i,t Pi,t1|≥R i,down△t,max,min。()。對于根據(jù)負荷曲線分配，如果把一個調度周期分為 T 個時段，假設機組臺數(shù)為 n，各時段上的負荷為 Pt，第 i 臺機組的煤耗特性是 f(Pi，t )，則機組優(yōu)化分配的數(shù)學模型為求解下列目標函數(shù)： ,mini()tnititiBUfPS???約束為: min,max,。 負荷響應速率約束為了滿足電網(wǎng)對發(fā)電負荷變化速率的要求，各機組必須滿足最低的負荷變化速率要求，即|P i,t Pi,t1|≥R i,up△t,| P i,t Pi,t1|≥R i,down△t 其中，P i，t 、P i， 分別 t 時刻和 t1 時刻第 i 臺機組的負荷，R i，up 和 Ri，down 分別為該機組組的最低負荷變化速率要求。河海大學工程碩士專業(yè)學位論文12第二章 考慮安全方面機組優(yōu)化負荷分配電力機組考慮的，首先是設備的安全正常運行，和保證完成分配的發(fā)電任務，在負荷分配模型中考慮安全約束是必須的，前面討論的分配模型沒有考慮機組的安全等方面的因素，比如某機組在某個負荷點或者負荷區(qū)間容易發(fā)生振動，則該點或者區(qū)間在負荷分配計算中應剔除，不予考慮，即振動區(qū)域判斷方式 φ（P i）≠1，具體到有那些安全約束，視具體應用情況而定。調度單元內的機組在總負荷曲線一定的條件下，存在一個最佳的負荷分配和運行方式，這種運行方式與各機組的性能、啟停費用、機組運行狀態(tài)以及燃料價格等有關。各機組的運行方式與煤油比價及設備本身的性能、狀態(tài)等有關。比較圖 12 與圖 13 可知，不考慮啟停費用，5機組不但在兩天中間的低負荷時段內停機，甚至在計算周期剛開始一段時間內也處于停機狀態(tài)，且，考慮與不考慮啟停費用，對機組的運行方式和調度單元內部的費用報價的影響也很大.因此，機組的啟停費用對負荷分配和發(fā)電實際價格起著很重要的作用。h)。負荷分配： 圖 12 總負荷曲線圖（考慮停用費）河海大學工程碩士專業(yè)學位論文10圖 13 總負荷曲線圖（不考慮停用費）一般地，電網(wǎng)的調度方式是效率高的機組盡可能多發(fā)電，的運行實踐特點， 12 所示的負荷曲線，若按優(yōu)先順序法分配，則發(fā)電量相同時，平均煤耗率為 不考慮啟停費用：圖 23 表示不考慮啟停費用時的各臺機組負荷分配情況，在發(fā)電量相同時，總燃料耗量為 ，平均煤耗率為 (kw整個調度周期上的煤耗率在圖 11 曲線 3 所示。考慮啟停費用：在 48h 內 4 臺汽輪機組共發(fā)電 設調度周期為 24h，并將它分為 96 ，對 1 周期的負荷重河海大學工程碩士專業(yè)學位論文9復一次構成 192 點，如圖 11 所示，對機組在各個時段的負荷進行優(yōu)化分配。、熱態(tài)啟停以及較，在啟停時，機組熱端部件受到較為劇烈的溫度變化，而各部件中工作條件最惡劣的高壓轉子的壽命損耗也最大，使汽輪機的有效壽命縮短。最小運行時間判斷函數(shù) φ（U i，t i，1）≥0，最小停機時間限制φ（U i，t i，2）≥0，其中 ti，1 為最小運行時間、t i，2 為最小停機時間、U i認為該機組運行狀態(tài):0 為停機狀態(tài)、1 為運行狀態(tài)。機組負荷降低到零的狀態(tài)，一般有兩種，一種兩班制運行，還有一種是少蒸汽運行，這2 種情況的啟停損失的估算。對應負荷高峰而安排的機組組合用于負荷谷時，各機組出力下限總和有可能大于低谷的負荷，從技術的角度看，有變更運行機組組合的要求。顯然p pop有 ，簡單地解決負荷分配問題即求解 。設各臺機組的負荷分別為 P1，P 2，…P i，…P n，則有:P=P1+P2+…+Pi+…+Pn設一 n 維向量 ， =[P1,P2,…Pi…Pip]r ， 表示某種負荷分配方案。一般機組經(jīng)濟調度的方法，假設機組在允許的最小負荷或鍋爐允許的最小穩(wěn)燃負荷至最大負荷之間可調度的負荷范圍內，各臺機組均是安全可靠的前提下，按等微增煤耗率方程，給出各機組的經(jīng)濟承載特性，其調度結果是煤耗量最小。能源部于 1990 年 12 月制定的《發(fā)電廠調峰技術和安全導則》中亦明確要求在提高機組調峰能力的同時，應高度重視提高調峰機組的安全可靠性。若其中某臺機組在計算指導經(jīng)濟負荷 80 MW 下運行，而運行實踐表明該機的主機、輔機和附屬設備不宜在此負荷下運行太長時間，結果運行時間過長而導致產生嚴重后果，則僅停機一次造成的直接經(jīng)濟損失就遠遠不是幾噸標準煤，由此而造成的間接經(jīng)濟損失更大。顯然，進行機組的經(jīng)濟調度是在安全運行的前提條件下完成的，不考慮機組的“健康狀況”實行只以經(jīng)濟性為中心的調度是不全面的。河海大學工程碩士專業(yè)學位論文7第一章 負 荷 分 配 優(yōu) 化鑒于電廠的大型化、現(xiàn)代化和調峰問題日益突出，機組不可能全部在經(jīng)濟工況下運行，存在一個電廠內各機組間進行負荷合理分配的問題，即所謂經(jīng)濟調度。論文研究的主要內容：（1）通過采取等供電煤耗微增法、動態(tài)規(guī)劃的方法建立機組負荷優(yōu)化分配模型，實現(xiàn)機組最優(yōu)化分配。5 論文的主要內容論文首先研究了負荷分配和循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化數(shù)學模型和求解方法（建立模型庫:模型庫為運行優(yōu)化分析提供模型支持。維修后隨著運行，設備又重新開始逐步磨損、積垢等，導致實際熱耗率又逐步上升，有: b1 b2。比如機組熱耗率特性指標，在某一工況下，設計基準值、大小修后實際試驗值、實際運行值的大致關系如設計值、維修值、實際值的比較示意圖，如圖 01 所示。試驗不可能各種情況下都做一遍的。原因是做試驗時候往往會帶入一些干擾，比如為了測量流量而增加節(jié)流器件等。做試驗的時間間隔往往比較久，比如大修 3 年，小修 1年，大小修時候做的性能試驗結果，往往也與現(xiàn)時的性能有所差別。由于機組投產后，隨著時間變化，各系統(tǒng)處于不斷變化當中，其的性能也不斷變化，即機組各設備性能是時變的。對于原來數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)沒有監(jiān)測的設備或者地方，可以增加額外的監(jiān)測點(采集點)，用于采集需要的數(shù)據(jù)。（3）取運行實際數(shù)據(jù)分析獲得。機組正常運行后，一般 3 年一次大修，1 年一次小修，一般在大小修前后等會做機組的熱力性能試驗，獲得機組的各性能數(shù)據(jù)和曲線。（2）取機組試驗獲得的各設備性能特性數(shù)據(jù)和曲線。（1）取機組各系統(tǒng)的設計參數(shù)，或者生產廠家給出的各種系統(tǒng)性能曲線。本章討論系統(tǒng)性能特性的獲得方法，對它們進行分析比較，提出合理的、有效的解決方案，為進一步進行優(yōu)化計算和操作指導提供支持。 河海大學工程碩士專業(yè)學位論文54 設備性能特性的獲取方法電廠運行優(yōu)化依賴電廠內各個設備的現(xiàn)時性能特性，它們是進行優(yōu)化計算的前提和基礎。負荷分配和循環(huán)水泵最優(yōu)運行方式的確定，涉及很多因素，在完全理想情況下，比如所有設備都運行正常、狀態(tài)穩(wěn)定，該問題比較結構化，較好正確的處理；反之，如果現(xiàn)實機組由于這樣那樣的原因，不能或者不太好準確的調整運行人員往往根據(jù)經(jīng)驗進行調整等等，那就必須需要運行人員來作出最終的決策。在各機組負荷分配確定后，根據(jù)各機組負荷、循環(huán)水溫度、循環(huán)水泵取水水位、各循環(huán)水泵運行狀態(tài)等確定出循環(huán)水泵的最優(yōu)運行方式(開哪幾臺泵、各泵的葉片角度調整到多少、循環(huán)水管路上閥門的運行方式等)，使多臺機組達到最優(yōu)真空，以達到提高機組效益的目的。3 實現(xiàn)經(jīng)濟運行方法電廠優(yōu)化運行基于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，或者說運行監(jiān)測系統(tǒng)，把數(shù)量龐大的運行狀態(tài)原始數(shù)據(jù)處理成直觀的、少量的分析結果，及時對機組的各部分設備運行情況作出評價，判斷是否運行在最佳的狀態(tài)，提供可行的運行優(yōu)化措施供運行人員參考運用，提高電廠的運行效率。負荷分配和循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化運行是整個電廠優(yōu)化運行的重要組成部分，全廠優(yōu)化比較龐大，本文旨在通過探討機組負荷分配和循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運行，以此為基礎，為研究整廠優(yōu)化和將來電廠實現(xiàn)全自動運行的理想狀態(tài)積累經(jīng)驗、提供支持。對國產 100Mw 的單元機組，通過循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化運行可以相對提高經(jīng)濟性%～%。2 本文研究課題的主要目的追求最大的經(jīng)濟效益是每個電力企業(yè)經(jīng)營的最大目標，這其中發(fā)電機組經(jīng)濟運行是確保電力企業(yè)經(jīng)濟效益的重要措施之一，隨著電網(wǎng)機組容量、電網(wǎng)蜂谷差不斷擴大，煤炭價格不河海大學工程碩士專業(yè)學位論文4斷攀升，以及競價上網(wǎng)工作的開展，要求發(fā)電廠必須具有深度調峰能力的同時又必須具有最佳經(jīng)濟運行性，所以開展 100MW 機組經(jīng)濟運行方式的研究具有一定的實際意義和社會意義。在多臺機組間的負荷分配上，通常是讓效率高的機組多帶負荷，或是在各機組間平均分配負荷，這在大多數(shù)情況下并不是科學的、不經(jīng)濟的，特別是當全廠總負荷下降較多時，在各臺機組間的負荷分配就更無依據(jù)可言。h，尤其對于瑪電這樣有多臺機組的電廠，在調峰工況下，當有機組均不在額定負荷下運行時，因此而帶來的經(jīng)濟損失將是巨大的。這樣就給電廠運行帶來兩個問題:其一是運行經(jīng)濟性的下降。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，越來越多的機組投入運行，人民生活水平也不斷提高，電網(wǎng)峰谷差日益增大，致使電廠的負荷需經(jīng)常地，較大幅度地進行調整，即參與“調峰”。瑪納斯發(fā)電廠是八十年代末、九十年代初設計的。全國電廠平均發(fā)電煤耗一般高于 380g/kwh。除了努力增加裝機容量的“開源”之外，還需要努力“節(jié)流”，一方面電力用戶厲行節(jié)約，采用節(jié)能措施，我國的單位產品能耗比較高，在世界上處于非常河海大學工程碩士專業(yè)學位論文3落后的地位；另外一方面是深入研究電力機組的安全高效運行，提高電能生產效率，在電力生產企業(yè)內部首先開始大力開展節(jié)能降耗工作，對社會整體可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。進入 21 世紀以來，隨著我國物質文明和精神文明建設持續(xù)蓬勃發(fā)展，對電力供應的數(shù)量和品質提出了更高要求，用電量持續(xù)攀升，在 2022 年我國全社會用電量將達到 2 萬億千瓦時，發(fā)電裝機容量將達 億千瓦時；電力供需矛盾加劇，特別是最近幾年，夏季和冬季還出現(xiàn)了大面積的缺電現(xiàn)象，嚴重影響了國民經(jīng)濟的發(fā)展。新中國建立之后，國家大力投入電力建設，取得了很大的成就。因此，新疆瑪納斯電廠的作用與地位極其重要。設計年發(fā)電量 48 億千瓦時，機組保證出力 600MW，是新疆電力系統(tǒng)的骨干電源，是新疆省第二大的火力發(fā)電廠，擔負系統(tǒng)調峰、調頻及事故備用電廠。整個電廠由新疆電力設計