专利名称：一种电站磨煤机节能优化出力的方法
技术领域：
本发明涉及一种电站磨煤机节能优化出力的方法，尤其是涉及一种基于粒子群算法的电站锅炉磨煤机出力优化方法。
背景技术：
火电厂中辅机的运行方式若不合理，会致使辅机电耗较大、机组的供电煤耗增大、厂用电率升高。机组主要辅机设备包括磨煤机、送风机、引风机、一次风机、给水泵、凝结水泵、循环水泵等，这些主要辅机的耗电量占全部厂用电量的80%以上，据统计数据显示，火力发电厂总发电量的7%左右都用于厂用电的消耗，而制粉系统作为火电厂耗电大户，其用电量就占去厂用电的15% -25%。并且由于直吹式制粉系统的磨煤机与锅炉燃烧器直接相连，机组在运行的磨煤机出力总和即是锅炉的燃煤量。在直吹式制粉系统中，磨煤机的启停及运行方式，将直接影响机组的耗煤量。随着大型机组参与调峰运行，机组AGC方式对负荷响应速率要求较高，磨煤机的运行组合方式对机组的稳定运行有比较重要的影响。近年来大量学者已开始把PSO (Particle Swarm Optimization,粒子群优化)算法应用于电力系统的优化中，主要是电力系统规划及运行与控制等领域。总结来看，研究工作主要包括两个方面①对电力系统的相关问题建模，表达成适合于粒子群及其改进算法的结构形式；②对PSO算法进一步改进和完善，使之能更好的应用于更广泛的实际工程问题中。科研人员首次将PSO算法应用于电力系统经济调度问题中，但只是用PSO算法解决了简单电力系统单时段的负荷经济分配问题，且考虑的约束条件也很简单。有人提出将带收缩因子的自适应PSO算法用于电力系统经济运行优化中，运用惩罚函数处理电网电压、电流等安全约束，但忽略了机组本身技术约束，因此也有不足之处。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种基于粒子群算法的电站锅炉磨煤机出力优化方法，本方法根据磨煤机优化模型仿真计算变负荷时磨煤机的启停时机和运行组合方式，计算多台磨煤机的能耗，提出优化的运行组合方式，最优分配磨煤机的出力，从而达到降低煤耗的目的。解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种电站磨煤机节能优化出力的方法，其特征是包括以下依次执行的步骤SI启停规则的数学转换通过研究磨煤机带负荷率影响因素，建立好磨煤机启停优化的评价函数，分析磨煤机启停和运行过程中的影响因素，然后进行数学转换，用数学公式表达；具体为设机组AGC给定的负荷指令为Pt，当机组负荷一定，根据一定的函数计算，可计算出标准煤燃料量，然后经过偏置修正可算出燃烧煤的给煤量，因此，简单地认为，所燃烧煤种的发热值乘以给煤量，乘以机组的效率应等于机组的负荷；用数学式表达为
BmXηX η =Pt式中ΒΜ为锅炉的计算总给煤量，η为所燃烧煤种的发热值，Π为机组的效率。n的变化由煤种所决定；为保证锅炉安全燃烧，提高机组快速升降负荷的能力，磨煤机的出力应备有余量，对于中速磨煤机，在磨制设计煤种时，备用的磨煤机除外，磨煤机总出力应大于等于BMCR(锅炉最大连续蒸发量)时燃煤消耗量的110% ;而磨制校核煤种时，检修前的全部磨煤机总出力应大于等于BMCR时燃料消耗量。在此，为保证磨煤机运行时的总出力不小于由机组负荷通过计算得到的锅炉燃烧需要的燃料量，即备有一定的出力裕度。建立约束条件
权利要求
1.一种电站磨煤机节能优化出力的方法，其特征是包括以下依次执行的步骤 Si启停规则的数学转换 通过研究磨煤机带负荷率影响因素，建立好磨煤机启停优化的评价函数，分析磨煤机启停和运行过程中的影响因素，然后进行数学转换，用数学公式表达； 具体为设机组AGC给定的负荷指令为Pt，当机组负荷一定，根据一定的函数计算，可计算出标准煤燃料量，然后经过偏置修正可算出燃烧煤的给煤量，因此，简单地认为，所燃烧煤种的发热值乘以给煤量，乘以机组的效率应等于机组的负荷；用数学式表达为BltlXnX n =Pt 式中Βμ为锅炉的计算总给煤量，η为所燃烧煤种的发热值，η为机组的效率。η的变化由煤种所决定； 为保证锅炉安全燃烧，提高机组快速升降负荷的能力，磨煤机的出力应备有余量，对于中速磨煤机，在磨制设计煤种时，备用的磨煤机除外，磨煤机总出力应大于等于BMCR (锅炉最大连续蒸发量)时燃煤消耗量的110% ;而磨制校核煤种时，检修前的全部磨煤机总出力应大于等于BMCR时燃料消耗量。在此，为保证磨煤机运行时的总出力不小于由机组负荷通过计算得到的锅炉燃烧需要的燃料量，即备有一定的出力裕度。建立约束条件
2.根据权利要求1所述的电站磨煤机节能优化出力的方法，其特征是所述的步骤S4中，PSO算法的计算流程如下 (1)初始化粒子群随机初始化各粒子的位置和速度； (2)计算适应度值根据适应度函数计算各粒子的适应度值； (3)更新最优对每个粒子，将它的适应度值与它的历史最优的适应度值进行比较，如果更好，则将其所在位置作为个体最优位置；与群体的最优适应度值比较，如果更好，则将其所在位置作为群体最优位置； (4)更新粒子对粒子的速度和位置进行更新。
(5)停止条件如果达到预先设定的结束条件足够好的解或最大迭代次数；则结束，否则转步骤(2)。
全文摘要
一种电站磨煤机节能优化出力的方法，包括以下步骤S1启停规则的数学转换；S2建立约束条件S3确定启停模型；S4粒子群算法改进针对此问题在PSO算法的搜索后期引入变异算子，提出带变异算子的PSO算法，使算法在搜索后期克服陷入局部最优解的束缚，同时带变异算子的PSO还可以保持前期较快的搜索速度的特性；S5参数设置；S6优化将设置好的参数输入启停模型，得出运行结果。本发明充分考虑磨煤机的优化运行和现场复杂的工况，使磨煤机启停优化模型更为准确和实用，所优化后的磨煤机启停组合方式基本能满足机组运行时对磨煤机出力的要求，且缩短了磨煤机低出力情况下的运行时间，提高了磨煤机的磨煤效率，从而节省了机组的煤耗量。
文档编号B02C25/00GK103056016SQ20121057577
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者叶向前, 方源 申请人:广东电网公司电力科学研究院, 武汉大学