[0043] (5)耗量函数定义域拟合。首先基于表3中的第3行数据拟合机组最大向上变负 荷速率与出力水平之间的函数A+ (巧，由图2可见数据点具有较好线性度，故选取线性函数 进行拟合得
[0044] A +任）=0. 026P-3. 75, 270《P《600， (9)
[0045] 其相关指数R2为0.987。然后基于表3中的第4行数据拟合机组最大向下变负荷 速率与出力水平之间的函数(巧，由图3可见数据点有明显的转折趋势，故对右侧五点和 左侧=点分别选取一个线性函数进行拟合，再由两条直线交点得其转折点坐标，得到分段 线性函数
[0046]
(10)
[0047] 其相关指数R2为0.997。
[0048] 综上所述，该600丽机组的二元发电煤耗量函数可由图4所示的曲面表示，其中 P-A平面上的实线所围区域为该二元函数的定义域。
[0049] 与普通的基于出力水平的发电煤耗量计算方法相比，本发明提出的基于出力水平 与变负荷速率的二元发电煤耗量计算方法具有W下优点：
[0050] (1)当机组变负荷速率在其正常运行变负荷范围内时，二元发电煤耗量计算结果 与普通发电煤耗量计算结果具有良好的兼容性；而当机组采用快速变负荷控制达到较大变 负荷速率时，二元发电煤耗量计算结果与普通发电煤耗量计算结果具有明显差别。表3给 出了在1分钟内，某600MW机组的普通发电煤耗量与二元发电煤耗量的若干取值。可见，当 机组在正常运行状态下时，见表中第2、3、4行，其二元发电煤耗量取值与普通发电煤耗量 十分接近，差别在1 %W内。而当机组利用快速变负荷控制实现较大速率变负荷时，可见第 5行的最大向上变负荷状态下的二元发电煤耗量高于第3行的正常向上变负荷时的普通发 电煤耗量，且第6行的最大向下变负荷状态下的二元发电煤耗量高于第4行的正常向下变 负荷时的普通发电煤耗量。
[0051] 表3.某600MW发电机组在1分钟内的普通发电煤耗量与二元发电煤耗量
[0化2]
[0化3] (2)在含风电的电力系统经济调度中，采用本发明所提出的二元发电煤耗量计算 方法有助于充分利用火电机组变负荷能力W提高系统中的风电利用率，并降低系统总发电 煤耗量。W图5所示的S节点电网为例，节点1连有上述额定出力为600MW的火电机组，节 点2连有最大800丽的用电负荷，节点3连有额定出力300丽的风电场。对该3节点电网 的经济调度问题求解得到的风电出力曲线如图6所示，其中给出了采用本发明所提出的二 元发电煤耗量模型及机组最大向上和向下变负荷速率函数所得结果，W及使用普通发电煤 耗量函数及机组的正常向上和向下变负荷速率所得结果。由图6可见，在经济调度中采用 本发明所提出的方法进行火电机组煤耗量计算可W有效提高系统中的风电利用率，并且降 低系统总发电煤耗量。
[0054] 此实施例仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该W权利要求的保护范围 为准。
【主权项】
1. 一种基于机组出力及变负荷速率的火力发电煤耗量计算方法，其特征在于，包括： 步骤1、在机组出力水平上下限的范围[Pmin，Pmax]内选取若干不同的机组出力水平 P1,…，Pi,…，Pn，i = 1，…，n，单位为MW，采集在每个出力水平Pi下所对应的机组正常运行 状态下的正常煤耗率bp单位为g/kWh，采集机组在单位时间内通过快速变负荷控制所能达 到的最大出力Piimax和最小出力P i,min，以及分别所对应的最大出力煤耗率和最小出力煤 耗率V; 步骤2、计算机组在不同出力水平下单位时间内通过快速变负荷控制所能达到的最大 向上变负荷速率和最大向下变负荷速率，单位为MW/min ;当出力水平为PJt，最大向上变 负荷速率为 M=(H)" (2) 最大向下变负荷速率为 八(3) 式中，t为单位时间，取分钟； 步骤3、设机组在正常运行状态下，最大向上变负荷速率Λ+和最大向下变负荷速率 为与出力水平无关的常数，当机组变负荷速率位于[Λ ^ Λ+]区间内时，其煤耗率与正 常运行状态下相同，则计算机组在单位时间段内每个出力水平Pi分别在正常运行、最大向 上变负荷运行和最大向下变负荷运行状态下的发电煤耗量，其中正常运行状态下的发电煤 耗量为 F(Pi, Δ+) = F(Pi, Al = ^PiD(4) 最大向上变负荷运行状态下的发电煤耗量为 F{PrA；)-Ir PiD (5) 最大向下变负荷运行状态下的发电煤耗量为 F(PnAi ) = ^ PiD (6) 式中，D为单位时间段的时间长度，单位为小时； 步骤4、针对步骤3中每个出力水平Pd#到的四个发电煤耗量数据点F(Pi，Λ+)， F(Pi，A_)，F(Pi，Ai+)和F(P" Λ，)，由于i = 1，···，η，贝IJ得到总共4n个发电煤耗量数据点， 拟合得到机组发电煤耗量的二元计算函数F(Ρ，Λ); 步骤5、将步骤2中得到的机组在不同出力水平下的最大向上变负荷速率和最大向下 变负荷速率拟合得到机组的最大向上变负荷速率与出力水平之间的函数关系Δ + (Ρ)以及 机组的最大向下变负荷速率与出力水平之间的函数关系△_(?;则得到机组发电煤耗量的 二元计算函数F (Ρ, Δ)的定义域为： Pmin< P 彡 P 眶，Δ -⑵彡 Λ 彡 A + (P) (7) 式中，P为机组出力，Δ为机组变负荷速率； 步骤6、根据建立的机组发电煤耗量的二元计算函数F(P，Λ )计算火力发电煤耗量。2. 根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法得到的发电煤耗量的二元计算函 数作为优化目标进行经济调度，能够利用火电机组的变负荷能力平抑可再生能源的出力波 动，包括风力发电、光伏发电，以提高可再生能源利用率并降低总发电煤耗量。
【专利摘要】本发明属于火力发电节能技术领域，尤其涉及一种基于机组出力及变负荷速率的火力发电煤耗量计算方法，包括：在机组出力水平上下限的范围内选取不同的机组出力水平，采集所对应的机组正常运行状态下的正常煤耗率、变负荷控制所能达到的最大出力和最小出力、最大出力煤耗率和最小出力煤耗率、最大向上变负荷速率和最大向下变负荷速率；计算每个出力水平分别在正常运行、最大向上变负荷运行和最大向下变负荷运行状态下的发电煤耗量；拟合得到机组发电煤耗量的二元计算函数、最大向上变负荷速率与出力水平之间的函数关系以及最大向下变负荷速率与出力水平之间的函数关系；得到二元计算函数的定义域；根据二元计算函数计算火力发电煤耗量。
【IPC分类】H02J3/46, G06Q50/06
【公开号】CN104901341
【申请号】CN201510363531
【发明人】李明扬, 邹徐欢, 牛玉广, 王玮, 刘吉臻
【申请人】华北电力大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月26日