一种电厂混合燃煤配煤优化方法
【专利摘要】本发明涉及一种电厂混合燃煤配煤优化方法，包括步骤有：(1)在实验室对构成电厂燃烧混煤的各单种煤进行元素分析和工业分析；(2)根据支持向量机，预测单种煤的NOx生成量和SCR的脱硝效率，得出NOx的成本；(3)预测混煤中产生SO2的成本；(4)预测混煤价格；(5)对混煤产生NOx的成本，混煤产生的SO2的成本，以及混煤价格分别进行计算；(6)确定优化混煤配煤比例的约束条件；(7)由以上得出各个单种煤的优化比例；(8)得出优化后的混煤成本。本发明方法得出成本最小的混煤方案，既达到控制污染物的排放，又节约运行成本提高企业经济性的目的。
【专利说明】—种电厂混合燃煤配煤优化方法
【技术领域】
[0001]本发明属于燃煤电厂发电【技术领域】，尤其是一种电厂混合燃煤配煤优化方法。
【背景技术】
[0002]随着现代化进程的加深以及人们环境保护意识的增强，国家对环境保护工作日益重视起来，电厂环境保护的压力和责任也与日俱增。近年来的能源危机直接推高了煤炭、石油和天然气价格。由于操作人员水平的提高和国家对机组装机容量的“上大压小”政策，使得锅炉的容量增大，导致给煤量也逐渐增加。如何在确保机组正常运行满足发电量的情况下，降低配煤的成本，从而得到最小的燃煤配煤成本，是一个亟待解决的问题。
[0003]目前，针对电厂还没有一个比较完善的燃煤配煤优化的方案，该方案需要考虑环境保护的因素，锅炉运行的因素，以及能够使企业获得最佳的效益。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种电厂混合燃煤配煤优化方法。
[0005]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0006]一种电厂混合燃煤配煤优化方法，其特征在于包括步骤如下:
[0007](I)在实验室对构成电厂燃烧混煤的各单种煤进行元素分析和工业分析，具体包括:煤粉含氮量分析，煤粉含硫量分析，煤粉挥发分含量分析，煤粉灰分含量分析及煤粉低位发热量分析；
[0008](2)根据支持向量机，预测单种煤的NOx生成量和SCR的脱硝效率，得出NOx的成本；
[0009]生成NOx的成本=Σ煤种i比例X煤种i的NOx生成量X [SCR脱硝效率X氨水价格+(1-SCR脱硝效率)X排放NOx的罚款];
[0010](3)预测混煤中产生SO2的成本:
[0011 ] S02成本=Σ 2 X S的转化率X煤种i比例X煤种i硫含量X [FGD脱硫效率X石灰石价格+(1-FGD脱硫效率)X排放SO2的罚款];
[0012](4)预测混煤价格:
[0013]混煤价格=Σ煤种i比例X煤种i的价格；
[0014](5)对混煤产生NOx的成本，混煤产生的SO2的成本，以及混煤价格分别进行计算，目标函数为:
[0015]minf(x) = Σ煤种i比例X煤种i的NOx生成量X [SCR脱硝效率X氨水价格+ (1-SCR脱硝效率)X排放NOx的罚款]+ Σ 2 X S的转化率X煤种i比例X煤种i硫含量X [FGD脱硫效率X石灰石价格+(1-FGD脱硫效率)X排放SO2的罚款]+ Σ煤种i比例X煤种i的价格；
[0016](6)确定优化混煤配煤比例的约束条件；
[0017](7)由以上得出各个单种煤的优化比例；
[0018](8)由所得的各个单种煤的优化比例，根据混煤的价格=Σ煤种i比例X煤种i的价格，可以得出优化后的混煤成本。
[0019]而且，所述步骤(2)的具体方法步骤为:
[0020]①建立支持向量机核函数:
[0021]选取不同负荷段的N组数据进行训练，建模样本的输入参数与输出参数表示为Ixi, yJN, Xi为第i组输入参数，Yi为第i组输出参数，N为样本数量，
[0022]采用支持向量机方法训练模型，选择径向基函数作为支持向量机核函数:
【权利要求】
1.一种电厂混合燃煤配煤优化方法，其特征在于包括步骤如下: (1)在实验室对构成电厂燃烧混煤的各单种煤进行元素分析和工业分析，具体包括:煤粉含氮量分析，煤粉含硫量分析，煤粉挥发分含量分析，煤粉灰分含量分析及煤粉低位发热量分析； (2)根据支持向量机，预测单种煤的NOx生成量和SCR的脱硝效率，得出NOx的成本； 生成NOx的成本=Σ煤种i比例X煤种i的NOx生成量X [SCR脱硝效率X氨水价格+(1-SCR脱硝效率)X排放NOx的罚款]; (3)预测混煤中产生SO2的成本: SO2成本=S2XS的转化率X煤种i比例X煤种i硫含量X [FGD脱硫效率X石灰石价格+(1-FGD脱硫效率)X排放SO2的罚款]; (4)预测混煤价格:混煤价格=Σ煤种i比例X煤种i的价格； (5)对混煤产生NOx的成本，混煤产生的SO2的成本，以及混煤价格分别进行计算，目标函数为: minf(x) = Σ煤种i比例X煤种i的NOx生成量X [SCR脱硝效率X氨水价格+ (1-SCR脱硝效率)X排放NOx的罚款]+ 2 2XS的转化率X煤种i比例X煤种i硫含量X [FGD脱硫效率X石灰石价格+ (1-FGD脱硫效率)X排放SO2的罚款]+ Σ煤种i比例X煤种i的价格； (6)确定优化混煤配煤比例的约束条件； (7)由以上得出各个单种煤的优化比例； (8)由所得的各个单种煤的优化比例，根据混煤的价格=Σ煤种i比例X煤种i的价格，可以得出优化后的混煤成本。
2.根据权利要求1所述的电厂混合燃煤配煤优化方法，其特征在于:所述步骤(2)的具体方法步骤为: ①建立支持向量机核函数: 选取不同负荷段的N组数据进行训练，建模样本的输入参数与输出参数表示为{Xi，yi}N，Xi为第i组输入参数，Yi为第i组输出参数，N为样本数量， 采用支持向量机方法训练模型，选择径向基函数作为支持向量机核函数:
参数σ为核参数，Φ (X)为映射函数,设所求目标函数为f(Xi) = w.Φ (Xi)+b, f (Xi)为模型预测值，w为权重系数向量，b为截距。引入松弛因子ξ ^和ξ i以及允许拟合误差e , 1*≥0, I1≥0，约束条件为:
其中常数c为惩罚系数，c > O，
引入拉格朗日函数:
其中，CIpCIi' Y1、Y,为拉格朗日乘子，全部大于零，求函数关于W、b、ξ 1、ξ i*的极小值点,得到:
此时:
根据KKT条件定理，在极值点处有:α it ε + I rYi+f (Xi)] = 0α i*[ ε + I i+Y1-f (Xi) ] = 0 i = I,......，N以此得出:ξ i Y i = 0> ξ i* y i* = Oi = I,......，N从而得出b，获得模型； ③得出NOx的成本: 生成NOx的成本=Σ煤种i比例X煤种i的NOx生成量X [SCR脱硝效率X氨水价格+(1-SCR脱硝效率)X排放NOx的罚款]。
3.根据权利要求1所述的电厂混合燃煤配煤优化方法，其特征在于:所述步骤(6)的具体满足条件为: Σ煤种i比例X煤种i氮含量〈设定的氮含量； Σ煤种i比例X煤种i硫含量〈设定的硫含量； Σ煤种i比例X煤种i低位发热量 > 设定的低位发热量； Σ煤种i比例X煤种i挥发分含量〈设定的挥发分含量。
【文档编号】G06Q10/04GK104200285SQ201410455146
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2014年9月9日
【发明者】王桂林, 周连升, 张宇, 周义刚, 王森 申请人:国家电网公司, 国网天津市电力公司