一种基于N-1原则的供热安全调度的方法与流程

本发明涉及供热调度的技术领域，尤其是涉及一种基于n-1原则的供热安全调度的方法。

背景技术：

电厂供热系统按压力等级分为：超高压供热（10mpa，350℃）、流量约200t/h，高压供热（4.5mpa，320℃）、流量约50t/h，高温中压供热（2.1mpa，360℃）、流量45t/h，低温中压供热（2.1mpa，275℃）、流量10t/h，低压供热（1.0mpa，320℃）、流量约300t/h。

供热控制分为“供热调度中心”（以下简称“热调中心”）和机组两个层面。热调中心是供热控制上层控制，负责监控、调度供热系统的运行。热调中心配置独立于单元机组的dcs控制系统，采用艾默生过程控制有限公司的ovation系统。热调中心对各参数的供热系统实行集中控制，供热系统的各供热单元在设备无故障的情况下，原则上应在流量模式投遥控方式，交热调中心控制，热调中心有手动、自动两种方式，手动方式可以在热调中心手动调节各供热单元，自动方式实现对供热系统的集中自动控制，根据供热负荷情况，将供热系统的各供热单元设为运行、备用。机组为供热系统的下层控制，有就地、遥控两种模式，就地模式可以实现某供热单元的流量、压力的自动和手动控制，只有在流量模式下才可以投遥控模式，投遥控模式后该供热单元交热调中心，由热调中心控制各供热单元。

由于供热系统中供热压力等级多、汽源口复杂，供热稳定性要求高，当供热单元出现断供等异常时会产生比较严重的后果，这给运行人员日常监盘、方式调度带来了极大的压力。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于n-1原则的供热安全调度的方法，其具有将各压力等级供热运行方式限定在一个比较合理的范围内，既避免方式过小，影响用户安全，又避免了方式过大，影响厂内设备安全的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于n-1原则的供热安全调度的方法，其特征在于：具体步骤如下：

s1：计算同一压力等级下各供热单元供热静态能力；

s2：在同一压力等级下，结合s1中实时计算的各供热单元静态能力计算各供热单元的供热动态能力；

s3：计算同一压力等级下n个供热单元供热动态能力的总和；

s4：计算n-1个供热单元的动态能力，n-1个供热单元的动态能力是指同一压力等级下供热总流量与对应压力等级供热动态能力中第一大值的和；

s5：计算n-2个供热单元的动态能力，n-1个供热单元的动态能力是指同一压力等级下供热的n-1供热单元的动态能力与对应压力等级供热动态能力的第二大值的和；

s6：同一压力等级下的一个供热单元停止供热后，热调中心通过遥控受其控制的供热单元将该压力等级下的供热动态能力调整流量恢复到安全范围内；

其中安全范围是指（n-1个供热单元的动态能力，n-2个供热单元的动态能力）。

通过采用上述技术方案，实现各供热单元供热动态能力实时计算，并对供热系统进行动态安全分析，当供热系统安全性降低时提醒运行人员及时调整，避免因运行方式薄弱发生对外供热中断等事故。

本发明进一步设置为：在s1中同一压力等级下机组供热静态能力计算方法为，调取热调中心中各供热单元的蒸汽压力p1和在该蒸汽压力p1下的静态能力q1，静态能力q1用在该蒸汽压力p1下的蒸汽流量表示，通过迭代拟合建立静态能力q1与蒸汽压力p1的函数关系。

通过采用上述技术方案，建立静态能力q1与蒸汽压力p1的函数关系导入热调中心中方便实现热调中心自动化调整。

本发明进一步设置为：静态能力q1与蒸汽压力p1的函数关系为f(x)=ax²+bx+c，其中f(x)为静态能力q1，变量x为蒸汽压力p1。

通过采用上述技术方案，得出具体的函数关系，接下来只需要将热调中心的历史监控数据或者通过试验方法即可得出明确的函数关系。

本发明进一步设置为：其中a=-41.64，b=228.98，c=-198.07。

通过采用上述技术方案，将静态能力q1与蒸汽压力p1确定的函数关系导入热调中心，方便热调中心调控。

本发明进一步设置为：当同一压力等级下的供热单元投入热调中心控制时，其供热动态能力=供热静态能力与流量最高限制的小选值。

通过采用上述技术方案，在供热静态能力与流量最高限制之间选择一个较小的值，在热调中心的可调范围内。

本发明进一步设置为：当同一压力等级下的供热单元不在热调中心自动控制时，供热动态能力=当前实际流量。

通过采用上述技术方案，由于供热单元采用手动控制的方式，采用供热动态能力=当前实际流量，可控范围更大。

本发明进一步设置为：供热静态能力是指同一压力等级下供热单元的供热，在不同运行工况时所能达到的最大供热流量。

通过采用上述技术方案，计算出供热静态能力便于进行下一步操作。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1、将各压力等级供热运行方式限定在一个比较合理的范围内，既避免方式过小，影响用户安全，又避免了方式过大，影响厂内设备安全；

2、对供热动态能力实时计算，并对供热系统进行动态安全分析，当供热系统安全性降低时提醒运行人员及时调整，避免因运行方式薄弱发生对外供热中断等事故。

附图说明

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：

一种基于n-1原则的供热安全调度的方法，本实施例中所提到的机组可以为多个机组，也可以为单个机组，各个机组可输送不同压力等级的蒸汽，同一压力等级下的蒸汽总量可由不同机组中同一压力等级下的所有蒸汽的总和。且同一机组可包含多个供热单元。

具体步骤如下：

s1：计算同一压力等级下各供热单元供热静态能力，供热静态能力是指同一压力等级下供热单元的供热，在不同运行工况时所能达到的最大供热流量。

在s1中同一压力等级下机组供热静态能力计算方法为，调取热调中心中各供热单元的蒸汽压力p1和在该蒸汽压力p1下的静态能力q1，静态能力q1用在该蒸汽压力p1下的蒸汽流量表示，通过迭代拟合建立静态能力q1与蒸汽压力p1的函数关系。

并代入实际值可得静态能力q1与蒸汽压力p1的函数关系为f(x)=-41.64x²+228.98x+-198.07，其中f(x)为静态能力q1，变量x为蒸汽压力p1。

s2：在同一压力等级下，结合s1中实时计算的各供热单元静态能力计算各供热单元的供热动态能力。

当同一压力等级下的供热单元投入热调中心控制时，其供热动态能力=供热静态能力与流量最高限制两者的最小值，通常供热静态能力小于流量最高限制，但是当供热静态能力大于流量最高限制，超出热调中心可调范围，此时选择流量最高限制作为该供热单元的供热动态能力，并通过流量的形式体现。

当同一压力等级下的供热单元不在热调中心自动控制时，动态能力=当前实际流量，此时工作人员可根据实时流量手动调节。

s3：计算同一压力等级下n个供热单元供热动态能力的总和，即在该调度中心下，所有机组中同一压力等级所有供热单元供热动态能力的总和。

s4：计算位于同一压力等级下n-1个供热单元的动态能力，n-1个供热单元的动态能力是指同一压力等级下供热总流量与对应压力等级供热动态能力中第一大值的和，例如该热调中心下2.1mpa的总流量为150t/h，对应压力等级下所有供热单元的供热动态能力中第一大值为50t/h，则n-1个供热单元的动态能力为200t/h。

s5：计算n-2个供热单元的动态能力，n-1个供热单元的动态能力是指同一压力等级下供热的n-1供热单元的动态能力与对应压力等级供热动态能力的第二大值的和。接上述s4的示例，对应压力等级下所有供热单元的供热动态能力中第二大值为30t/h，则n-2个供热单元的动态能力为230t/h。

s6：同一压力等级下的一个供热单元停止供热后，热调中心通过遥控受其控制的供热单元将该压力等级下的供热动态能力调整流量恢复到安全范围内。本实施例中的安全范围是指介于n-2个供热单元的动态能力与n-1个供热单元的动态能力之间。

总动态能力小于n-1动态能力，表示的意义是流量最大的供热单元发生跳闸、所带的流量失去时，剩余供热单元的遥调裕量不够补偿失去的那部分流量，供需失衡、系统压力降低，影响用户的正常生产活动，严重时会有断供的风险。总动态能力低于n-1动态能力时，供热流量分配表中对应供热单元会有报警提示。

发生这种情况，可以通过增投遥调供热单元或者增加手动方式供热单元的流量等方法，将总动态能力调整至大于n-1动态能力以上。

总动态能力大于n-2动态能力，表示的意义是流量最大的两个低供热单元发生跳闸、所带的流量失去时，剩余供热单元的遥调裕量仍然可以补偿失去的那部分流量，维持供需平衡。该方式系统安全性最高、遥调裕量最多，但由于投入遥调的供热单元多，每个供热单元分配到的流量低，低流量时供热减温水雾化不良，易发生管路积水，影响供热单元安全运行。

其中，总动态能力是指同一压力等级下所有供热单元的供热动态能力的总和。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。