本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)控制，尤其涉及一種聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動并列點(diǎn)的控制方法。

背景技術(shù)：

1、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組作為一種高效發(fā)電方式，在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用；這種發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合了燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，通過燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)生的高溫廢氣加熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，進(jìn)而驅(qū)動蒸汽輪機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了能源的梯級利用，顯著提高了發(fā)電效率；隨著電力需求的增長和技術(shù)的進(jìn)步，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)和運(yùn)行面臨著新的挑戰(zhàn)；一方面，為了應(yīng)對氣候變化和環(huán)境保護(hù)的需求，減少化石燃料的消耗和排放成為重要的發(fā)展目標(biāo)之一；另一方面，電力市場的競爭加劇促使發(fā)電企業(yè)尋求更高效的運(yùn)營方式，以降低成本并提高競爭力；

2、盡管聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組具有較高的效率，但在啟動階段仍然存在一些技術(shù)問題，影響了其整體性能和經(jīng)濟(jì)效益；這些問題主要包括但不限于：

3、在啟動過程中，由于燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)的參數(shù)調(diào)整不精確，導(dǎo)致能量消耗較高，特別是燃料和蒸汽的使用效率較低；

4、現(xiàn)有的啟動方法往往需要較長時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，這不僅增加了啟動成本，還影響了電網(wǎng)調(diào)度的靈活性；

5、在啟動初期，由于控制策略的不完善，燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)的工作參數(shù)可能會出現(xiàn)較大波動，對設(shè)備造成潛在損害；

6、現(xiàn)有技術(shù)難以在啟動階段實(shí)現(xiàn)對燃料流量和蒸汽流量的精確控制，這限制了啟動效率的進(jìn)一步提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動并列點(diǎn)的控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的能量損耗大、啟動時(shí)間長、參數(shù)波動的問題。

2、本發(fā)明提供一種聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動并列點(diǎn)的控制方法，包括：

3、步驟一，采集當(dāng)前機(jī)組的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)，建立機(jī)組的流量參數(shù)與轉(zhuǎn)速參數(shù)的相關(guān)物理模型；

4、步驟二，建立機(jī)組的流量參數(shù)與轉(zhuǎn)速參數(shù)的相關(guān)迭代模型；

5、步驟三，將所述相關(guān)物理模型與所述相關(guān)迭代模型關(guān)聯(lián)，將當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)代入關(guān)聯(lián)模型中進(jìn)行迭代，生成優(yōu)化后的并列點(diǎn)啟動方案；

6、步驟四，基于所述并列點(diǎn)啟動方案和預(yù)設(shè)的減耗模型，計(jì)算并記錄該方案所減少的總能量消耗；

7、步驟五，將所述并列點(diǎn)啟動方案發(fā)送至前端設(shè)備，按照所述并列點(diǎn)啟動方案自動控制機(jī)組的動作。

8、根據(jù)本發(fā)明提供的一種聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動并列點(diǎn)的控制方法，在步驟一中，所述關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)包括：燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速、燃料流量、蒸汽流量、增益系數(shù)、阻尼系數(shù)、時(shí)間常數(shù)，以及燃?xì)廨啓C(jī)的單位時(shí)間能耗、蒸汽輪機(jī)的單位時(shí)間能耗、機(jī)組的單位時(shí)間損耗。

9、根據(jù)本發(fā)明提供的一種聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動并列點(diǎn)的控制方法，在步驟一中，所述相關(guān)物理模型包括燃?xì)廨啓C(jī)物理模型和蒸汽輪機(jī)物理模型；

10、所述燃?xì)廨啓C(jī)物理模型為：

11、

12、其中，ωgt0為燃?xì)廨啓C(jī)的初始轉(zhuǎn)速，dτ為時(shí)間步長，ωgt(τ)為經(jīng)過時(shí)間步長dτ后的燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)速，τgt為燃?xì)廨啓C(jī)的時(shí)間常數(shù)，kgt為燃?xì)廨啓C(jī)的增益系數(shù)，dgt為燃?xì)廨啓C(jī)的阻尼系數(shù)，為燃料流量；

13、所述蒸汽輪機(jī)物理模型為：

14、

15、其中，ωst0為蒸汽輪機(jī)的初始轉(zhuǎn)速，dτ為時(shí)間步長，ωst(τ)為經(jīng)過時(shí)間步長dτ后的蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，τst為蒸汽輪機(jī)的時(shí)間常數(shù)，kst為蒸汽輪機(jī)的增益系數(shù)，dst為蒸汽輪機(jī)的阻尼系數(shù)，為蒸汽流量。

16、根據(jù)本發(fā)明提供的一種聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動并列點(diǎn)的控制方法，在步驟二中，所述相關(guān)迭代模型包括燃?xì)廨啓C(jī)迭代模型和蒸汽輪機(jī)迭代模型；

17、所述燃?xì)廨啓C(jī)迭代模型為：

18、

19、其中，為迭代前的燃料流量，為迭代后的燃料流量；為燃?xì)廨啓C(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，為迭代前的燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速，kp1為比例增益，ki1為積分增益，dτ為時(shí)間步長；

20、所述蒸汽輪機(jī)迭代模型為：

21、

22、其中，為迭代前的蒸汽流量，為迭代后的蒸汽流量；為蒸汽輪機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，為迭代前的蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速，kp2為比例增益，ki2為積分增益，dτ為時(shí)間步長。

23、根據(jù)本發(fā)明提供的一種聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動并列點(diǎn)的控制方法，在步驟三中，所述將所述相關(guān)物理模型與所述相關(guān)迭代模型關(guān)聯(lián)，將當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)代入關(guān)聯(lián)模型中進(jìn)行迭代，生成并列點(diǎn)啟動方案包括：

24、s31，將所述燃?xì)廨啓C(jī)物理模型與所述燃?xì)廨啓C(jī)迭代模型關(guān)聯(lián)，形成燃機(jī)關(guān)聯(lián)模型；將所述蒸汽輪機(jī)物理模型與所述蒸汽輪機(jī)迭代模型關(guān)聯(lián)，形成蒸機(jī)關(guān)聯(lián)模型；

25、s32，在投入運(yùn)行時(shí)，將初始狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速、流量代入對應(yīng)代入燃?xì)廨啓C(jī)物理模型和蒸汽輪機(jī)物理模型中，得到一個(gè)時(shí)間步長dτ后的燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速ωgt(τ)和蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速ωst(τ)；

26、s33，將一個(gè)時(shí)間步長dτ后的燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速ωgt(τ)和蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速ωst(τ)對應(yīng)代入所述燃?xì)廨啓C(jī)迭代模型和所述蒸汽輪機(jī)迭代模型中，替代迭代模型中的迭代前的燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速和迭代前的蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速

27、s34，經(jīng)過迭代模型的計(jì)算，得到并記錄一個(gè)時(shí)間步長dτ后的燃料流量和蒸汽流量

28、s35，將一個(gè)時(shí)間步長dτ后的燃料流量和蒸汽流量再次對應(yīng)代入所述燃?xì)廨啓C(jī)物理模型和所述蒸汽輪機(jī)物理模型中，替換物理模型中的燃料流量和蒸汽流量，計(jì)算并記錄第二個(gè)時(shí)間步長2dτ后的燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速ωgt(2τ)和蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速ωst(2τ)；

29、s36，將該第二個(gè)時(shí)間步長2dτ后的燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速ωgt(2τ)和蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速ωst(2τ)再次對應(yīng)代入迭代模型中，替換迭代前的燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速和迭代前的蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速得到并記錄第二個(gè)時(shí)間步長2dτ后的燃料流量和蒸汽流量

30、s37，重復(fù)上述步驟，直至和均為0，并定義其為穩(wěn)態(tài)；記錄分別記錄燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)達(dá)到穩(wěn)態(tài)所需的時(shí)間步長數(shù)量，以及各時(shí)間步長下燃?xì)廨啓C(jī)的燃料流量和蒸汽輪機(jī)的蒸汽流量

31、s38，基于記錄內(nèi)容生成優(yōu)化后的并列點(diǎn)啟動方案。

32、根據(jù)本發(fā)明提供的一種聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動并列點(diǎn)的控制方法，在步驟四中，所述基于所述并列點(diǎn)啟動方案和預(yù)設(shè)的減耗模型，計(jì)算并記錄該方案所減少的總能量消耗包括：

33、s41，預(yù)先建立普通方案的能耗計(jì)算模型：

34、

35、其中，eto(t)為普通方案下總時(shí)間步長所消耗的總能耗，egt(t)為普通方案下的燃?xì)廨啓C(jī)能耗，est(t)為普通方案下的蒸汽輪機(jī)能耗，eloss(t)為普通方案下的機(jī)組損耗，t為總時(shí)間步長對應(yīng)的總時(shí)段；

36、s42，建立優(yōu)化方案的能耗計(jì)算模型：

37、

38、其中，為優(yōu)化后的并列點(diǎn)啟動方案相對于普通方案所減少的能耗，eto(t)為普通方案下總時(shí)間步長所消耗的總能耗，c1為第一權(quán)重系數(shù)，c2為第二權(quán)重系數(shù)，t為總時(shí)間步長對應(yīng)的總時(shí)段；

39、s43，將優(yōu)化后的并列點(diǎn)啟動方案相對于普通方案所減少的能耗記錄在數(shù)據(jù)庫中。

40、根據(jù)本發(fā)明提供的一種聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動并列點(diǎn)的控制方法，還包括：

41、基于優(yōu)化后的并列點(diǎn)啟動方案相對于普通方案所減少的能耗判斷是否采用優(yōu)化后的并列點(diǎn)啟動方案。

42、根據(jù)本發(fā)明提供的一種聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動并列點(diǎn)的控制方法，在步驟五中，所述將所述并列點(diǎn)啟動方案發(fā)送至前端設(shè)備，按照所述并列點(diǎn)啟動方案自動控制機(jī)組的動作包括：

43、將所述并列點(diǎn)啟動方案中各時(shí)間步長轉(zhuǎn)換為時(shí)間段，將時(shí)間段與其對應(yīng)時(shí)間步長所屬的燃?xì)廨啓C(jī)的燃料流量和蒸汽輪機(jī)的蒸汽流量匹配；

44、通過前端設(shè)備在各時(shí)間段內(nèi)控制燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)的燃料流量和蒸汽流量，并在最后的時(shí)間段進(jìn)行并列點(diǎn)啟動。

45、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的有益效果如下：

46、1.通過優(yōu)化啟動方案，可以有效地減少啟動過程中燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)的燃料和蒸汽消耗，降低總體能耗。

47、2.優(yōu)化后的啟動方案可以更快地達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，縮短了從啟動到并網(wǎng)的時(shí)間，提高了機(jī)組的響應(yīng)速度和可用性。

48、3.本發(fā)明通過精確控制燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)的燃料流量和蒸汽流量，使得機(jī)組能夠更加平穩(wěn)地過渡到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，減少了參數(shù)波動，延長了設(shè)備壽命。

49、4.通過建立物理模型和迭代模型，并進(jìn)行迭代計(jì)算，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所需的時(shí)間，增強(qiáng)了啟動過程的可控性和可預(yù)測性。

50、5.減少能量損耗和縮短啟動時(shí)間意味著降低了啟動成本，這對于提高發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益至關(guān)重要。

51、6.通過減少啟動階段的燃料消耗，本發(fā)明有助于降低溫室氣體排放和其他污染物的排放，有利于環(huán)境保護(hù)。

52、7.優(yōu)化的啟動方案使得聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組能夠更快地響應(yīng)電網(wǎng)需求，增強(qiáng)了電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

53、綜上所述，本發(fā)明通過一系列精確控制策略，不僅提高了啟動效率，還降低了啟動階段的成本和環(huán)境影響，對于提高聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的整體性能具有重要意義。

54、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

55、下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。