一种基于电厂SIS系统的判断机组变负荷下的给煤量的方法与流程

本发明属于动力工程行业，具体涉及一种基于电厂SIS系统的判断机组变负荷下的给煤量的方法。

背景技术：

我国燃煤发电机组普遍具有煤质多变的问题，并且还要承担一定的电网负荷调峰任务。在变负荷与变煤质情况下如何精准确定燃煤锅炉的给煤量对发电机组的调峰能力和安全稳定运行水平有着至关重要的作用。一般来说，机组发电负荷与设计煤种间有确定的设计对应关系，但电厂入炉煤往往不是设计煤种，热值偏差较大，按照设计关系给煤量运行会导致输入热量与输出能量不匹配。为此，有工程研究人员提出以入炉煤热值折算出给煤量的修正系数，来调整变负荷下不同煤质的给煤量。但入炉煤热值也在实时变化的，离线测量方式难以满足要求，入炉煤热值的计算也会引入相应误差。鉴于火力发电厂信息化建设的大力发展，如何利用火电厂厂级监控信息系统(SIS)分析并实时确定发电机组煤质多变情况下的变负荷给煤量具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于电厂SIS系统的判断机组变负荷下的给煤量的方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)统计当前时刻之前的机组负荷变化与给煤量变化的历史数据

在燃煤发电机组变负荷当前时刻，需要调节的燃煤量以之前的历史数据为参考，设当前时刻为t₀，当前机组负荷为N₀，当前给煤量为B₀，取该机组当前时刻之前的t₀-Δt时刻到t₀时刻，机组负荷变化ΔN与给煤量变化ΔB的对应历史数据组即ΔN_i，ΔB_i，其中，ΔN_i＝N_i-N₀，ΔB_i＝B_i-B₀，i＝1～n，N_i是i时刻的机组负荷，B_i是i时刻的机组给煤量,ΔN_i和ΔB_i分别代表当前时刻相比i时刻下机组的负荷变化量与给煤变化量，n为Δt的历史时间段内取样的组数；

2)由历史数据预测当前机组在负荷变化下的燃煤量变化量

对当前时刻之前Δt的历史时段内燃煤变化量与负荷变化量建立实时的对应关系，得出当前时刻最近的实时燃煤量变化随负荷变化的影响系数，将这些历史值平均化处理得到，

$k_0=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔB}}_i/\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔN}}_i$

当前时刻负荷的变化ΔN₀＝N_goal-N₀，根据最近历史时段内机组运行的数据，得到当前负荷变化ΔN₀时燃煤量变化为ΔB₀＝k₀·ΔN₀，即

${\mathrm{\ΔB}}_0=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔB}}_i/\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔN}}_i\·(N_{goal}-N_0)$

3)实时确定机组在新负荷下的燃煤量调整目标值

燃煤量调整目标值应为当前燃煤量与负荷调节引起的燃煤变化量的代数和，即B_goal＝B₀+ΔB₀，最终燃煤量随负荷变化需要调节的目标值为

$B_{goal}=B_0+\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔB}}_i/\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔN}}_i\·(N_{goal}-N_0).$

选择一段历史时间内的机组负荷与给煤量的对应数据，按照如下原则选取历史时段：

1)取当前时刻前1小时或1小时以上的历史数据作为参考；

2)选取历史时段机组负荷有变化的工况数据；

3)对SIS的历史数据每隔若干秒取1次，间隔时间的选取原则为保证2次历史数据中机组负荷之差不小于机组额定负荷的1％。

本发明能够实时准确地得出燃煤发电机组在煤质多变情况下变负荷的实时给煤量。该方法充分利用SIS信息化数据平台，既考虑了煤质多变引发的热值变化影响，又避免了入炉煤热值的繁琐确定程序及带来的相应误差，为电厂的调峰能力和煤质适应性运行管理水平提供数据支持，对提高机组的安全经济运行及燃料的精细化管理具有重要的指导意义。

具体实施方式

本发明包括：

1)统计当前时刻之前的机组负荷变化与给煤量变化的历史数据

在燃煤发电机组变负荷当前时刻，需要调节的燃煤量以之前的历史数据为参考，设当前时刻为t₀，当前机组负荷为N₀，当前给煤量为B₀，取该机组当前时刻之前的t₀-Δt时刻到t₀时刻，机组负荷变化ΔN与给煤量变化ΔB的对应历史数据组即ΔN_i，ΔB_i，其中，ΔN_i＝N_i-N₀，ΔB_i＝B_i-B₀，i＝1～n，N_i是i时刻的机组负荷，B_i是i时刻的机组给煤量,ΔN_i和ΔB_i分别代表当前时刻相比i时刻下机组的负荷变化量与给煤变化量，n为Δt的历史时间段内取样的组数；

选择一段历史时间内的机组负荷与给煤量的对应数据，按照如下原则选取历史时段：一般情况取当前时刻前1小时的历史数据作为参考，也可根据实际情况延长；选取历史时段尽量选取机组负荷有一定变化的工况数据；SIS数据一般为秒级采集存储，为数据处理高效，可以对历史数据每隔若干秒取1次(比如间隔600秒)，间隔时间的选取原则为尽量保证2次历史数据中机组负荷之差不小于机组额定负荷的1％。

2)由历史数据预测当前机组在负荷变化下的燃煤量变化量

对当前时刻之前Δt的历史时段内燃煤变化量与负荷变化量建立实时的对应关系，得出当前时刻最近的实时燃煤量变化随负荷变化的影响系数，将这些历史值平均化处理得到，

$k_0=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔB}}_i/\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔN}}_i$

当前时刻负荷的变化ΔN₀＝N_goal-N₀，根据最近历史时段内机组运行的数据，得到当前负荷变化ΔN₀时燃煤量变化为ΔB₀＝k₀·ΔN₀，即

${\mathrm{\ΔB}}_0=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔB}}_i/\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔN}}_i\·(N_{goal}-N_0)$

3)实时确定机组在新负荷下的燃煤量调整目标值

燃煤量调整目标值应为当前燃煤量与负荷调节引起的燃煤变化量的代数和，即B_goal＝B₀+ΔB₀，最终燃煤量随负荷变化需要调节的目标值为

$B_{goal}=B_0+\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔB}}_i/\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔN}}_i\·(N_{goal}-N_0).$

本发明基于SIS平台的机组运行历史数据，确定当前时刻变负荷下的给煤量目标值总是实时更新，即机组负荷变化过程中，实际给煤量也在变化，当前时刻之前的历史数据也在相应更新，保证了给煤量信息随机组运行情况及煤质热值变化的及时更新。实现民在当前负荷N₀、给煤量B₀、及变负荷目标值N_goal条件下，给煤量目标值的实时更新。煤质变化引起的热值偏差引发的给煤量实时变化会在SIS系统得到的历史数据中体现，并在计算B_goal的公式中修正。