一种燃煤热电厂热电联产系统的调度方法、服务器和系统的制作方法

一种燃煤热电厂热电联产系统的调度方法、服务器和系统的制作方法
【专利摘要】本申请提供了一种燃煤热电厂热电联产系统的调度方法、设备和系统，所述方法部署于燃煤热电厂热电联产系统的调度系统中的调度应用服务器上，所述方法包括：从综合数据集成平台服务器获取建立热电联产系统中各台设备的工况模型所需的初始数据，依据所述初始数据建立所述热电联产系统中各台设备的工况模型；判断是否满足预先设置的调度条件，如果是，则依据所述工况模型输出的电和热的实时负荷数据，以及影响所述工况模型输出的可控变量和辅助变量，确定当前负荷下燃煤热电厂热电联产系统的调度策略。本申请将热电联产系统中的配煤、锅炉、汽轮发电机和减温减压器整合在一起考虑调度问题，能使调度方案做到“全局最优”。
【专利说明】一种燃煤热电厂热电联产系统的调度方法、服务器和系统

【技术领域】
[0001] 本申请涉及信息【技术领域】，特别涉及一种燃煤热电厂热电联产系统的调度方法、 服务器和系统。

【背景技术】
[0002] 随着科技的发展，电在人们生活中占据着尤为重要的位置。一般发电厂只生产电 能向用户供电，工业生产和生活用热（蒸汽）则由另外的工业锅炉及采暖锅炉单独供应，这 种生产方式称为热电分产。而在热电厂中则采用供热式机组，除了供应电能以外，同时还利 用作过功（即发过电）的汽轮机抽汽或排汽来满足生产和生活所需热量，这种生产方式称 为热电联产。
[0003] 典型的燃煤热电厂热电联产系统的结构图如图1所示，该热电联产系统可以包 括：煤场、燃煤锅炉、汽轮发电机、减温减压器等几个部分。其中，煤场将原煤经过配比后输 送至各台锅炉，锅炉利用燃煤燃烧时的热量加热锅炉给水，使水加热成为高温高压的过热 蒸汽。过热蒸汽再进入汽轮发电机带动电机转动发电供至电网，同时从汽轮发电机中将部 分做过功的蒸汽（温度和压力已降低）抽出供至蒸汽管网。由于下游用户对于蒸汽等级的 要求不同，汽轮发电机可能有若干个等级的外供抽汽。当汽轮发电机抽汽不足时，减温减压 器直接从上一级蒸汽母管引来蒸汽，使蒸汽经减温、减压后变成温度和压力较低的蒸汽供 至下一级蒸汽管网。
[0004] 从图1中可以看出，热电联产系统在运行时，存在一个电和热（蒸汽）的负荷如何 分配和原煤如何配比的问题。对汽轮发电机而言，在满足电网和蒸汽管网总的负荷需求下， 各汽轮发电机的电负荷（即发电量）和热负荷（即抽汽量）可以有多种组合，每种组合的 汽轮发电机的总进汽量可能不同。而对减温减压器而言，高温高压蒸汽进入减温减压器后 能量有很大损失，一般只在汽轮发电机抽汽无法满足需求的情况下才开启减温减压器。如 果开启减温减压器，减温减压器的热负荷（出口蒸汽量）可以有多种组合，每种组合的减温 减压器的总进汽量也可能不同。而对锅炉而言，在满足下游汽轮发电机和减温减压器用汽 总需求的情况下，各台锅炉的产汽量也有多种组合，每种组合所消耗的燃煤总量也可能不 同。而对煤场而言，如果各煤场的原煤价格、煤质不同，则满足锅炉用煤可能有多种配煤方 案，不同方案下的用煤成本又可能是不同的。
[0005] 可见，热电联产系统是一个煤场、锅炉、汽轮发电机、减温减压器与下游用户相互 关联的复杂系统。为了满足用户负荷的要求，调度人员需要对生产的各个环节进行调度：煤 场需要怎样配比原煤，向锅炉输送多少燃煤；每台锅炉应该产多少蒸汽；每台汽轮发电机 应该发多少电，抽出多少蒸汽；减温减压器是否需要开启，如果开启，需要开启哪几台，流量 如何等等，这就构成了一个调度方案。而在满足下游用户电、热（蒸汽）负荷要求下，可能 存在多种调度方案供选择，但哪种方案最能节约能源是需要调度人员考虑的问题。
[0006] 发明人发现现有技术存在以下问题：调度人员在选择调度方案的时候，并没有将 热电联产系统中的配煤、锅炉、汽轮发电机和减温减压器整合在一起考虑调度问题，往往只 针对热电联产系统中的一部分（如仅仅针对汽轮发电机组）进行调度方案研究，这就可能 使得热电生产的能耗偏高，以及，购煤成本偏高。


【发明内容】

[0007] 基于发明人发现的目前热电联产中存在的问题，本申请提供了一种燃煤热电厂热 电联产系统的调度方法，用以解决现有技术中调度人员主要凭经验对热电联产系统进行调 度，导致的热电生产的能耗高，以及成本高的问题，也能在满足生产要求的前提下使生产成 本最小。并且，本申请将热电联产系统中的配煤、锅炉、汽轮发电机和减温减压器整合在一 起考虑调度问题，能使调度方案做到"全局最优"。进一步的，在热电联产系统的设备运行一 段时间偏离其原有工况的情况下，本申请也能够从调度方案上弥补这种差别带来的影响。
[0008] 本申请还提供了燃煤热电厂热电联产系统的调度应用服务器及系统，用以保证上 述方法在实际中的实现及应用。
[0009] 为了解决上述问题，本申请公开了一种燃煤热电厂热电联产系统的调度方法，所 述方法部署于燃煤热电厂热电联产系统的调度系统中的调度应用服务器上，所述调度系统 还包括：综合数据集成平台服务器；所述方法包括：
[0010] 从综合数据集成平台服务器获取建立热电联产系统中各台设备的工况模型所需 的初始数据，所述初始数据包括：汽轮发电机进汽量、发电量和抽汽量，锅炉的产汽量，减温 减压器进出口蒸汽量的实时数据和历史数据，蒸汽温度的实时数据和历史数据，蒸汽压力 的实时数据和历史数据，原煤理化分析数据，以及，原煤的价格；
[0011] 依据所述初始数据建立所述热电联产系统中各台设备的工况模型；
[0012] 判断是否满足预先设置的调度条件，如果是，则依据所述工况模型输出的电和热 的实时负荷数据，以及影响所述工况模型输出的可控变量和辅助变量，确定当前负荷下燃 煤热电厂热电联产系统的调度策略。
[0013] 优选的，所述判断是否满足预先设置的调度条件，包括：
[0014] 判断在预置时间段内所述燃煤热电厂热电联产系统的电和热的总负荷的变化是 否超过预设第一阈值，或者，判断所述燃煤热电厂热电联产系统中预测的调度燃煤值和实 际燃煤值的差值是否大于预设第二阈值。
[0015] 优选的，所述依据所述工况模型输出的电和热的实时负荷数据，以及影响所述工 况模型输出的可控变量和辅助变量，确定当前负荷下燃煤热电厂热电联产系统的调度策 略，包括：
[0016] 将所述工况模型输出的电和热的实时负荷数据，以及从综合数据集成平台服务器 获取的影响所述工况模型输出的可控变量和辅助变量的值，作为预先建立的优化调度模型 的输入；所述优化调度模型包括目标函数和约束条件，所述目标函数为：
[0017] MinC = Σ CF+ Σ PEn · Gn；in,
[0018] 其中，C为所述热电联产系统总的生产成本，CF为各种原煤成本，Gn，in为第n级减 温减压器开启的流量，ΡΕ η为第η级减温减压器开启后的惩罚值；所述约束条件包括：物料 平衡约束条件、电力平衡约束条件、汽轮发电机约束条件、锅炉约束条件、减温减压器约束 条件和配煤约束条件；
[0019] 采用混合整数线性规划算法计算在当前电和热的负荷下所述优化调度模型的结 果，以得到所述燃煤热电厂热电联产系统在当前电和热的负荷下的调度策略。
[0020] 优选的，还包括：
[0021 ] 将所述燃煤热电厂热电联产系统的调度策略进行存储。
[0022] 优选的，还包括：
[0023] 响应于用户请求，将存储的所述调度策略展示给用户，以便用户依据所述调度策 略触发所述燃煤热电厂热电联产系统的优化调度。
[0024] 优选的，还包括：
[0025] 对所述工况模型所需的初始数据进行预处理，所述预处理方法包括但不限于：局 外点检测算法、线性平滑算法或标准化算法。
[0026] 优选的，还包括：
[0027] 判断所述工况模型的输出值与实际值的差异大于预设第三阈值的次数是否超过 预设差异次数阈值，如果是，则依据该差异确定用于补偿工况模型的输出值的调节量。
[0028] 优选的，还包括：
[0029] 记录所述工况模型的输入和输出，以及实际的设备运行工况构成的样本，并判断 记录的样本数是否超过预设记录样本阈值，如果是，则利用所述记录的工况模型的输入和 输出重新训练所述工况模型。
[0030] 本申请公开了一种燃煤热电厂热电联产系统的调度应用服务器，包括：
[0031] 获取初始数据单元，用于从综合数据集成平台服务器获取建立热电联产系统中各 台设备的工况模型所需的初始数据，所述初始数据包括：汽轮发电机进汽量、发电量和抽汽 量，锅炉的产汽量，减温减压器进出口蒸汽量的实时数据和历史数据，蒸汽温度的实时数据 和历史数据，蒸汽压力的实时数据和历史数据，原煤理化分析数据，以及，原煤的价格；
[0032] 建立工况模型单元，用于依据所述初始数据建立所述热电联产系统中各台设备的 工况模型；
[0033] 第一判断单元，用于判断是否满足预先设置的调度条件；
[0034] 确定调度策略单元，用于在所述判断单元的结果为是的情况下，依据所述工况模 型输出的电和热的实时负荷数据，以及影响所述工况模型输出的可控变量和辅助变量，确 定当前负荷下燃煤热电厂热电联产系统的调度策略。
[0035] 优选的，所述第一判断单元包括：
[0036] 第一判断模块，用于判断在预置时间段内所述燃煤热电厂热电联产系统的电和热 的总负荷的变化是否超过预设第一阈值；
[0037] 第二判断模块，用于判断所述燃煤热电厂热电联产系统中预测的调度燃煤值和实 际燃煤值的差值是否大于预设第二阈值。
[0038] 优选的，所述确定调度策略单元包括：
[0039] 确定输入模块，用于将所述工况模型输出的电和热的实时负荷数据，以及从综合 数据集成平台服务器获取的影响所述工况模型输出的可控变量和辅助变量的值，作为预先 建立的优化调度模型的输入；所述优化调度模型包括目标函数和约束条件，所述目标函数 为：
[0040] MinC = Σ CF+ Σ PEn · Gn；in,
[0041] 其中，C为所述热电联产系统总的生产成本，CF为各种原煤成本，Gn， in为第n级减 温减压器开启的流量，PEn为第η级减温减压器开启后的惩罚值；所述约束条件包括：物料 平衡约束条件、电力平衡约束条件、汽轮发电机约束条件、锅炉约束条件、减温减压器约束 条件和配煤约束条件；
[0042] 计算模块，用于采用混合整数线性规划算法计算在当前电和热的负荷下所述优化 调度模型的结果，以得到所述燃煤热电厂热电联产系统在当前电和热的负荷下的调度策 略。
[0043] 优选的，还包括：
[0044] 存储单元，用于将所述燃煤热电厂热电联产系统的调度策略进行存储。
[0045] 优选的，还包括：
[0046] 展示调度策略单元，用于响应于用户请求，将存储的所述调度策略展示给用户，以 便用户依据所述调度策略触发所述燃煤热电厂热电联产系统的优化调度。
[0047] 优选的，还包括：
[0048] 数据预处理单元，用于对所述工况模型所需的初始数据进行预处理，所述预处理 方法包括但不限于：局外点检测算法、线性平滑算法或标准化算法。
[0049] 优选的，还包括：
[0050] 判断单元，用于判断所述工况模型的输出值与实际值的差异大于预设第三阈值的 次数是否超过预设差异次数阈值；
[0051] 确定调节量单元，用于在所述第二判断单元的结果为是的情况下，依据该差异确 定用于补偿工况模型的输出值的调节量。
[0052] 优选的，还包括：
[0053] 记录单元，用于记录所述工况模型的输入和输出；
[0054] 第三判断单元，用于判断记录的次数是否超过预设记录次数阈值；
[0055] 训练单元，用于在所述第三判断单元的结果为是的情况下，利用所述记录的工况 模型的输入和输出重新训练所述工况模型。
[0056] 本申请实施例还提供了一种燃煤热电厂热电联产系统的调度系统，该系统包括： 调度应用服务器和综合数据集成平台服务器，其中，所述调度应用服务器包括：
[0057] 获取初始数据单元，用于从综合数据集成平台服务器获取建立热电联产系统中各 台设备的工况模型所需的初始数据，所述初始数据包括：汽轮发电机进汽量、发电量和抽汽 量，锅炉的产汽量，减温减压器进出口蒸汽量的实时数据和历史数据，蒸汽温度的实时数据 和历史数据，蒸汽压力的实时数据和历史数据，原煤理化分析数据，以及，原煤的价格；
[0058] 建立工况模型单元，用于依据所述初始数据建立所述热电联产系统中各台设备的 工况模型；
[0059] 第一判断单元，用于判断是否满足预先设置的调度条件；
[0060] 确定调度策略单元，用于在所述判断单元的结果为是的情况下，依据所述工况模 型输出的电和热的实时负荷数据，以及影响所述工况模型输出的可控变量和辅助变量，确 定当前负荷下燃煤热电厂热电联产系统的调度策略。
[0061] 与现有技术相比，本申请包括以下优点：
[0062] 在本申请实施例中利用从调度系统中获得的历史数据、实时的设备运行数据，并 基于这些数据建立热电联产系统中各设备工况模型和整体优化调度模型，对拥有燃煤热电 厂热电联产系统实施整体优化调度。因此，针对了燃煤热电厂热电联产系统的具体特点，从 根本上解决企业调度人员凭经验进行调度的不足的问题，从而提高燃煤热电厂热电联产系 统的调度的准确性，提高热电联产系统调度的经济性，节约耗煤量，降低购煤成本，从而可 以达到节能减排、降本增效的目的。

【专利附图】

【附图说明】
[0063] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。
[0064] 图1是现有技术中进行燃煤热电厂热电联产系统的调度时的系统结构示例图； [0065] 图2是本申请的一种燃煤热电厂热电联产系统的调度方法实施例的流程图；
[0066] 图3是本申请的一种燃煤热电厂热电联产系统的调度方法实施例的应用场景图；
[0067] 图4是本申请的一种燃煤热电厂热电联产系统的调度方法实施例中对工况模型 进行在线校正的流程图；
[0068] 图5是本申请的一种燃煤热电厂热电联产系统的调度应用服务器的结构框图； [0069] 图6是本申请的一种燃煤热电厂热电联产系统中进行在线校正的结构框图。
[0070] 这里描述的附图仅仅是一些例子。在不脱离本申请精神的情况下，这里所述的图 可以有不同的变化。所有上述变化被认为是要求保护的本申请的一部分。

【具体实施方式】
[0071] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本申请保护的范围。
[0072] 参考图2,示出了本申请一种燃煤热电厂热电联产系统的调度方法实施例的流程 图，所述方法部署于燃煤热电厂热电联产系统的调度系统中的调度应用服务器上，所述调 度系统还可以包括：综合数据集成平台服务器；本实施例可以包括以下步骤：
[0073] 步骤201 :调度应用服务器从综合数据集成平台服务器获取建立热电联产系统中 各台设备的工况模型所需的初始数据。
[0074] 在本申请实施例中，调度应用服务器首先需要建立热电联产系统中各台设备的工 况模型，建立工况模型所需的初始数据可以从综合数据集成平台服务器获取，该初始数据 具体可以包括：汽轮发电机进汽量、发电量和抽汽量，锅炉的产汽量，减温减压器进出口蒸 汽量的实时数据和历史数据；与设备运行密切相关的辅助变量，例如，蒸汽温度的实时数据 和历史数据，蒸汽压力的实时数据和历史数据；与原煤消耗、处理成本密切相关的数据，例 如原煤理化分析数据，以及，原煤的价格。其中，实时数据和历史数据可以从DCS、实时数据 库中获取，并存入综合数据集成平台服务器中以供调度应用服务器调用；生产计划与调度 数据、化验分析数据、原煤价格数据或从第三方系统，如MES、UMS中的数据库服务器获取， 或者通过人工输入的方式由用户通过客户端输入，并存入综合数据集成平台服务器以供调 度应用服务器调用。
[0075] 参考图3所示，为本申请的热电联产系统的整体优化调度系统的实例图，其中包 括：安装在现场的测量仪表、传感器307、DCS306、综合数据集成平台服务器305、调度应用 服务器302、客户端301、防火墙、防病毒服务器303、第三方系统数据库服务器304等硬件设 备以及连结各计算机设备、控制器和传感器的计算机网络构成。
[0076] 在图3中，现场的测量仪表可以用于在线检测调度系统所必需的数据，传感器将 在线检测到的数据传送到DCS系统，实现数据采集和控制。数据采集过程如下：热电联产系 统现场分布着若干个测定各台设备运行数据的测量仪表，由这些测量仪表根据各自测量的 不同指标信号将其作滤波、缓冲、放大等预处理，然后将信号通过光电隔离后，送入DCS对 应控制点标签中。
[0077] 在图3中，客户端可以根据用户需求向调度应用服务器提出读取或者写入相关信 息的要求，并根据用户需求将调度方案在客户端上进行展示。防火墙防病毒服务器的主要 任务是监控热电整体优化调度系统直接相关的客户端、调度系统应用服务器、调度系统综 合数据集成平台服务器等的工作环境。
[0078] 在图3中，调度应用服务器是整个调度系统的核心部件，也是本申请方法实施例 的执行主体，其主要运行热电联产系统设备建模方法（对应步骤202)、热电联产系统整体 优化调度建模方法（对应步骤204)等模块。调度应用服务器需要调用综合数据集成平台 服务器中存储的数据，并将热电联产系统设备建模方法、热电联产系统整体优化调度建模 方法实施后得到的模型结果写入综合数据集成平台服务器的数据库。同时，对于一些模型 计算必要的模型参数，调度应用服务器会自动判断是否需要调整，并当需要调整时通过应 用服务器自动对综合数据集成平台服务器的相关数据进行更新处理。
[0079] 在图3中，综合数据集成平台服务器基于专业的实时数据库和关系数据库管理系 统，将实施热电联产系统整体优化调度所需要的生产现场的测量数据、原料成本数据、化验 分析数据、生产计划与调度数据等存储在数据库中。其中，原料成本数据、化验分析数据、生 产计划与调度数据或来自于第三方系统数据库服务器，或者通过人工录入的方式写入综合 数据集成平台服务器的数据库中。
[0080] 在不同的实施例中，在步骤201之前，还可以包括：
[0081] 步骤200 :对工况模型所需的初始数据进行预处理，所述预处理方法包括但不限 于：局外点检测算法、线性平滑算法或标准化算法。
[0082] 可以理解的是，为了保证存储在综合数据集成平台服务器中的数据的准确性，步 骤201中的这些数据均需要通过预处理，以保证所采集的数据的正确性和可靠性，避免因 失误而导致所采集的数据出现异常，其中失误指由于控制、环境、测量仪器不稳定以及人为 失误等因素所造成的误差。常用的数据预处理方法有很多，如局外点检测、线性平滑和标准 化等。这些都是现有的预处理方法，在此不再赘述。
[0083] 在步骤201之后，接续执行步骤202:依据所述初始数据建立所述热电联产系统中 各台设备的工况模型。
[0084] 在本步骤中，则可以依据步骤201中从综合数据集成平台服务器获取到的初始数 据，来建立热电联产系统中各台设备的工况模型。
[0085] 在本实施例中的设备工况模型如下：
[0086] Y = f (X, X*)
[0087] 其中，Υ为当前设备工况模型的输出向量；X为影响设备工况模型输出的可控变 量，是人为可以控制的变量，如物料消耗量；X*为影响设备工况模型输出的辅助变量，但人 为不可控，如环境温度等；f()为所选的模型结构。
[0088] 在热电联产系统设备工况模型建立时，用与设备紧密相关的变量来得到设备输入 与输出之间的函数关系。在得到这些函数关系式时，也需要引入其他辅助变量，以提高设备 工况模型的精度。在建立热电联产系统设备工况模型的时候，主要是公式（1)中模型结构 f()的选择，以及，模型可控变量X和辅助变量X*的选择。其中，热电联产系统设备工况模 型的模型结构库可以由线性回归模型、分段线性拟合模型、主成分分析模型、偏最小二乘模 型、人工神经网络模型或者模糊神经网络模型等组成，但不限于此。上述模型结构均是目前 非常成熟的模型，这些模型的应用过程为本领域技术人员所公知，于此不再赘述。
[0089] 在具体实施时，可将热电联产系统设备工况模型的模型结构选择问题转化成0-1 规划问题，并采用遗传算法进行求解，从模型结构库中选择模拟效果最好的模型结构。其 中，模拟效果最好是指模型给出的未来一段时间内的设备工况数据与所采集的该时间段的 实际设备的运行数据之间的差异最小。上述0-1规划方法是一种特殊形式的整数规划。这 种规划的决策变量仅取值0或1，0-1变量可以数量化地描述诸如开与关、取与弃、有与无等 现象所反映的离散变量间的逻辑关系、顺序关系以及互斥的约束条件，凡是有界变量的整 数规划都可以转化为0-1规划来处理。因此，可以将热电设备工况模型的模型结构选择问 题转化成0-1规划问题来进行处理。其中，因为遗传算法为本领域技术人员所公知的算法， 于此也不再赘述。
[0090] 同样地，可控变量和辅助变量的选择问题也转化成0-1规划问题，并采用遗传算 法进行求解，从最初的可控变量和辅助变量向量中选择模拟效果最好的可控变量X和辅助 变量向量X*。同样地，模拟效果最好是指模型给出的未来一段时间内设备运行数据与所采 集的该时间段的实际设备运行数据之间的差异最小。
[0091] 在本申请的另外一些实施例中，还可以在步骤202建立了工况模型之后，对于工 况模型进行检测并在合适的时机对其进行调整，那么参考图4所示，在步骤202之后，还可 以包括：
[0092] 步骤401 :判断所述工况模型的输出值与实际值的差异大于预设第三阈值的次数 是否超过预设差异次数阈值，如果是，则进入步骤402。
[0093] 在本实施例中，热电联产系统是一个煤场、锅炉、汽轮发电机、减温减压器与下游 用户相互关联的复杂系统，一般不可能建立准确的设备工况模型来准确反映工业过程变 化，而需要很大的依赖实时性强的对过程模型在线校正来跟踪过程变化，以较为准确的反 映过程主要趋势的变化。因此，对热电联产系统设备工况模型的在线校正，可以保证其长期 稳定可靠地运行。在实际应用中，可以通过在设备工况模型中另外独立加入一个在线校正 模块来实现图4的流程，以负责监视设备工况模型的输出和反馈回来的工况实际值。
[0094] 在本步骤中需要比较设备工况模型的输出值和实际值的差异，当两者之间的差异 大于预定阈值时，则记录该差异以及对应段内的生产工况，而如果这种差异连续数次产生 且对应的生产工况始终处于稳定运行状态时，次数已经超过了预设差异次数阈值，那么就 需要后续对其进行调节。此外，如果没有超过预设差异次数阈值，则不做任何处理。
[0095] 步骤402 :依据该差异确定用于补偿工况模型的输出值的调节量。
[0096] 在本步骤中通过计算偏差而给出一个用于补偿工况模型的输出值的调节量，并将 该调节量叠加到设备工况模型的输出层节点上，从而补偿设备工况模型输出，以使其与实 际的设备运行工况数据相接近。
[0097] 步骤403 :记录所述工况模型的输入和输出，以及实际的设备运行工况构成的样 本。
[0098] 在本实施例中，在发现两者之间的差异大于预定阈值时，还需要记录下由热电联 产系统设备工况模型的输入（即各种变量）和输出，以及实际的设备运行工况构成的样本。
[0099] 步骤404 :判断记录的样本数是否超过预设记录样本阈值，如果是，则进入步骤 405。
[0100] 同样的，在所记录的样本数达到预设记录样本阈值之时，则执行步骤405。如果没 有达到，则不作任何处理。
[0101] 步骤405 :利用所述记录的工况模型的输入和输出重新训练所述工况模型。
[0102] 在本步骤中利用所记录的样本重新训练设备工况模型，更新模型f()的参数，使 得模型输出结果的预测精度达到预定要求。其中，所述预定阈值和预定数量均可以根据实 际所需的预测精度来设定，于此不作限定。
[0103] 因为在实际运行中，热电联产系统的设备在运行一段时间后，或是检修、改造后常 常会偏离其原有工况，调度人员有时很难察觉这种差别，如果调度人员按照原有的调度习 惯进行调度，往往造成调度的不合理。而通过图4的流程对其进行在线校正，就可以保证设 备的工况模型的准确性，从而也能保证后续优化调度的准确性。
[0104] 接着返回图2,进入步骤203 :判断是否满足预先设置的调度条件，如果是，则进入 步骤204。
[0105] 在本步骤中，需要判断当前的热电联产系统是否已经满足预先设置好的调度条 件，具体的，可以通过判断在预置时间段内燃煤热电厂热电联产系统的电和热的总负荷的 变化是否超过预设第一阈值，或者，判断燃煤热电厂热电联产系统中预测的调度燃煤值和 实际燃煤值的差值是否大于预设第二阈值。其中，如果热电联产系统的电和热的总负荷的 变化是否超过预设第一阈值，则说明热电联产系统的总负荷有比较大的调整，此时需要对 热电联产系统进行调度。而如果预测的调度燃煤值和实际燃煤值的差值也大于预设第二阈 值，则说明在当前的电和热的总负荷的情况下，还有比较大的节约空间，因此也需要对热电 联产系统进行调度。
[0106] 步骤204 :依据所述工况模型输出的电和热的实时负荷数据，以及影响所述工况 模型输出的可控变量和辅助变量，确定当前负荷下燃煤热电厂热电联产系统的调度策略。
[0107] 本步骤中确定调度策略时，可以通过预先建立的热电联产系统整体优化调度模型 来实现，本步骤的核心思想是以热电联产系统总的生产成本最小为目标，通过优化锅炉、汽 轮发电机和减温减压器负荷、优化原煤配比策略，在保证生产负荷要求的情况下，减少减温 减压器开启次数和流量、减少燃煤消耗量、减少购煤成本，从而能够实现节能减排，降本增 效的目标。
[0108] 在具体实施时，本步骤具体可以包括：
[0109] 步骤A1 :将所述工况模型输出的电和热的实时负荷数据，以及从综合数据集成平 台服务器获取的影响所述工况模型输出的可控变量和辅助变量的值，作为预先建立的优化 调度模型的输入。
[0110] 在本实施例中，优化调度模型包括目标函数和约束条件，其中目标函数如公式（1) 所示：
[0111] Mine =Σ CF+Σ PEn · Gn；in (1)
[0112] 其中，C为所述热电联产系统总的生产成本，CF为各种原煤成本，Gn， in为第n级减 温减压器开启的流量，PEn为第η级减温减压器开启后的惩罚值。等式右边第一项确保燃煤 消耗、处理成本最低，第二项确保减温减压器的开启尽量少。整个目标函数表示优化调度的 目的是为了使热电联产系统运行时总的生产成本为最小。
[0113] 其中，约束条件具体可以包括：物料平衡约束条件、电力平衡约束条件、汽轮发电 机约束条件、锅炉约束条件、减温减压器约束条件和配煤约束条件。
[0114] 其中，热电调度系统涉及到的物料有原煤和蒸汽，因此物料平衡约束如公式（2)、 ⑶和⑷所示：
[0115] Σ FE = Σ Fb+ Σ Fl (2)
[0116] Σ SB = Σ Din+ Σ Gn，in+ Σ SL (3)
[0117] Σ Vn；T+ Σ Vn；E = Σ Vn；u+ Σ Vn；L (4)
[0118] 在公式（2)?（4)中，FK表示原煤的消耗量；&表示锅炉燃煤消耗量；^为原煤在 输送过程中的损耗。S B表不锅炉产汽量；Din表不汽轮发电机进汽量，Gn> in表不第η级减温 减压器进汽量表示蒸汽在输送过程中的损耗。Vn，T表示汽轮发电机第η级抽汽（外供） 量；V n，K表示第η级减温减压器输出蒸汽量；Vn;u表示用户第η级蒸汽需求量；ν ηΛ表示第η 级蒸汽在输送过程中的损耗。
[0119] 其中，汽轮发电机的发电量要满足下游用户的需求，因此电力平衡约束如公式（5) 所示：
[0120] Σ Ε = Σ Ευ+ Σ El (5)
[0121] 在公式（5)中，E表不汽轮发电机发电量，Ευ表不用户用电需求量，表不输电过 程中的电力损耗。
[0122] 其中，汽轮发电机要满足汽轮发电机设备工况模型结构和生产限制的要求，因此 设备（汽轮发电机）约束条件如公式（6)、（7)、⑶和（9)所示：
[0123] Din = f (E, Dn.out, Pin, Pn.out, Tin, Tn.out, X*) (6)

【权利要求】
1. 一种燃煤热电厂热电联产系统的调度方法，其特征在于，所述方法部署于燃煤热电 厂热电联产系统的调度系统中的调度应用服务器上，所述调度系统还包括：综合数据集成 平台服务器；所述方法包括： 从综合数据集成平台服务器获取建立热电联产系统中各台设备的工况模型所需的初 始数据，所述初始数据包括：汽轮发电机进汽量、发电量和抽汽量，锅炉的产汽量，减温减压 器进出口蒸汽量的实时数据和历史数据，蒸汽温度的实时数据和历史数据，蒸汽压力的实 时数据和历史数据，原煤理化分析数据，以及，原煤的价格； 依据所述初始数据建立所述热电联产系统中各台设备的工况模型； 判断是否满足预先设置的调度条件，如果是，则依据所述工况模型输出的电和热的实 时负荷数据，以及影响所述工况模型输出的可控变量和辅助变量，确定当前负荷下燃煤热 电厂热电联产系统的调度策略。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断是否满足预先设置的调度条件， 包括： 判断在预置时间段内所述燃煤热电厂热电联产系统的电和热的总负荷的变化是否超 过预设第一阈值，或者，判断所述燃煤热电厂热电联产系统中预测的调度燃煤值和实际燃 煤值的差值是否大于预设第二阈值。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述工况模型输出的电和热的 实时负荷数据，以及影响所述工况模型输出的可控变量和辅助变量，确定当前负荷下燃煤 热电厂热电联产系统的调度策略，包括： 将所述工况模型输出的电和热的实时负荷数据，以及从综合数据集成平台服务器获取 的影响所述工况模型输出的可控变量和辅助变量的值，作为预先建立的优化调度模型的输 入；所述优化调度模型包括目标函数和约束条件，所述目标函数为： MinC =Σ CF+ Σ ΡΕη · Gn；in, 其中，C为所述热电联产系统总的生产成本，CF为各种原煤成本，Gn，in为第η级减温减 压器开启的流量，ΡΕη为第η级减温减压器开启后的惩罚值；所述约束条件包括：物料平衡 约束条件、电力平衡约束条件、汽轮发电机约束条件、锅炉约束条件、减温减压器约束条件 和配煤约束条件； 采用混合整数线性规划算法计算在当前电和热的负荷下所述优化调度模型的结果，以 得到所述燃煤热电厂热电联产系统在当前电和热的负荷下的调度策略。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括： 将所述燃煤热电厂热电联产系统的调度策略进行存储。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括： 响应于用户请求，将存储的所述调度策略展示给用户，以便用户依据所述调度策略触 发所述燃煤热电厂热电联产系统的优化调度。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括： 对所述工况模型所需的初始数据进行预处理，所述预处理方法包括但不限于：局外点 检测算法、线性平滑算法或标准化算法。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括： 判断所述工况模型的输出值与实际值的差异大于预设第三阈值的次数是否超过预设 差异次数阈值，如果是，则依据该差异确定用于补偿工况模型的输出值的调节量。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括： 记录所述工况模型的输入和输出，以及实际的设备运行工况构成的样本，并判断记录 的样本数是否超过预设记录样本阈值，如果是，则利用所述记录的工况模型的输入和输出 重新训练所述工况模型。
9. 一种燃煤热电厂热电联产系统的调度应用服务器，其特征在于，该服务器包括： 获取初始数据单元，用于从综合数据集成平台服务器获取建立热电联产系统中各台设 备的工况模型所需的初始数据，所述初始数据包括：汽轮发电机进汽量、发电量和抽汽量， 锅炉的产汽量，减温减压器进出口蒸汽量的实时数据和历史数据，蒸汽温度的实时数据和 历史数据，蒸汽压力的实时数据和历史数据，原煤理化分析数据，以及，原煤的价格； 建立工况模型单元，用于依据所述初始数据建立所述热电联产系统中各台设备的工况 模型； 第一判断单元，用于判断是否满足预先设置的调度条件； 确定调度策略单元，用于在所述判断单元的结果为是的情况下，依据所述工况模型输 出的电和热的实时负荷数据，以及影响所述工况模型输出的可控变量和辅助变量，确定当 前负荷下燃煤热电厂热电联产系统的调度策略。
10. 根据权利要求9所述的调度应用服务器，其特征在于，所述第一判断单元包括： 第一判断模块，用于判断在预置时间段内所述燃煤热电厂热电联产系统的电和热的总 负荷的变化是否超过预设第一阈值； 第二判断模块，用于判断所述燃煤热电厂热电联产系统中预测的调度燃煤值和实际燃 煤值的差值是否大于预设第二阈值。
11. 根据权利要求9所述的调度应用服务器，其特征在于，所述确定调度策略单元包 括： 确定输入模块，用于将所述工况模型输出的电和热的实时负荷数据，以及从综合数据 集成平台服务器获取的影响所述工况模型输出的可控变量和辅助变量的值，作为预先建立 的优化调度模型的输入；所述优化调度模型包括目标函数和约束条件，所述目标函数为： MinC =Σ CF+ Σ ΡΕη · Gn；in, 其中，C为所述热电联产系统总的生产成本，CF为各种原煤成本，Gn，in为第η级减温减 压器开启的流量，ΡΕη为第η级减温减压器开启后的惩罚值；所述约束条件包括：物料平衡 约束条件、电力平衡约束条件、汽轮发电机约束条件、锅炉约束条件、减温减压器约束条件 和配煤约束条件； 计算模块，用于采用混合整数线性规划算法计算在当前电和热的负荷下所述优化调度 模型的结果，以得到所述燃煤热电厂热电联产系统在当前电和热的负荷下的调度策略。
12. 根据权利要求9所述的调度应用服务器，其特征在于，还包括： 存储单元，用于将所述燃煤热电厂热电联产系统的调度策略进行存储。
13. 根据权利要求12所述的调度应用服务器，其特征在于，还包括： 展示调度策略单元，用于响应于用户请求，将存储的所述调度策略展示给用户，以便用 户依据所述调度策略触发所述燃煤热电厂热电联产系统的优化调度。
14. 根据权利要求9所述的调度应用服务器，其特征在于，还包括： 数据预处理单元，用于对所述工况模型所需的初始数据进行预处理，所述预处理方法 包括但不限于：局外点检测算法、线性平滑算法或标准化算法。
15. 根据权利要求9所述的调度应用服务器，其特征在于，还包括： 判断单元，用于判断所述工况模型的输出值与实际值的差异大于预设第三阈值的次数 是否超过预设差异次数阈值； 确定调节量单元，用于在所述第二判断单元的结果为是的情况下，依据该差异确定用 于补偿工况模型的输出值的调节量。
16. 根据权利要求15所述的调度应用服务器，其特征在于，还包括： 记录单元，用于记录所述工况模型的输入和输出； 第三判断单元，用于判断记录的次数是否超过预设记录次数阈值； 训练单元，用于在所述第三判断单元的结果为是的情况下，利用所述记录的工况模型 的输入和输出重新训练所述工况模型。
17. -种燃煤热电厂热电联产系统的调度系统，其特征在于，该系统包括：调度应用服 务器和综合数据集成平台服务器，其中，所述调度应用服务器包括： 获取初始数据单元，用于从综合数据集成平台服务器获取建立热电联产系统中各台设 备的工况模型所需的初始数据，所述初始数据包括：汽轮发电机进汽量、发电量和抽汽量， 锅炉的产汽量，减温减压器进出口蒸汽量的实时数据和历史数据，蒸汽温度的实时数据和 历史数据，蒸汽压力的实时数据和历史数据，原煤理化分析数据，以及，原煤的价格； 建立工况模型单元，用于依据所述初始数据建立所述热电联产系统中各台设备的工况 模型； 第一判断单元，用于判断是否满足预先设置的调度条件； 确定调度策略单元，用于在所述判断单元的结果为是的情况下，依据所述工况模型输 出的电和热的实时负荷数据，以及影响所述工况模型输出的可控变量和辅助变量，确定当 前负荷下燃煤热电厂热电联产系统的调度策略。
【文档编号】G05B19/418GK104102211SQ201410367650
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】苏宏业, 张扬, 侯卫锋, 吴玉成 申请人:浙江中控软件技术有限公司