本发明涉及电厂节能诊断技术领域，特别是涉及基于负荷权重的电厂节能诊断方法及系统。
背景技术：
目前，电厂远程运行数据采集在技术上已经不困难，例如专利“火电机组运行能耗实测系统”通过对实测结果进行计算，为降低机组能耗提供有效的分析方法，其评价标准为单一的煤耗变化。而在火电厂实际运行中，单纯考虑煤耗的变化不能给出采取何种节能改造措施的推荐方案。
专利“火力发电机组全过程能量管理及成本分析系统”，用以评价火力发电机组每个环节(设备)的耗能量化、不同环节之间的互相影响、不同机组的实际耗能情况、每个环节(设备)耗能变化对发电煤耗、供电煤耗、发电成本等带来的最终效益；并将其通过客户端发布给各个用户，用户能够全面和直观地了解到全厂机组运行的能耗分布和成本组成。而在节能改造措施决策前期阶段，仅根据能耗分布还不能筛选出合理经济的节能改造措施，更不能预测某一项节能改造措施实施后，对于其他各个系统的影响。
专利“一种基于数据协调的电站状态在线诊断及运行优化系统”，利用电厂已有实时数据库系统，建设并完成一整套基于数据协调的电站状态在线诊断及运行优化系统。然而，真正的节能诊断不能基于某一运行状态，也就是说，在100％负荷运行时不需要节能优化的设备，在30％负荷运行时可能就需要进行节能改造。目前，我国火力发电机组普遍利用小时数偏低，低负荷运行对于机组灵活性运行的要求提高，也就是说，机组节能诊断如果仍只针对某一运行工况数据就明显有失偏颇。且以上专利都没有对措施的可行性进行评估。
技术实现要素：
为了解决现有技术的不足，本发明提供了基于负荷权重的电厂节能诊断方法，本发明考虑了灵活性运行及负荷率对节能改造需求的影响，做出的节能改造判断更真实可信。
基于负荷权重的电厂节能诊断方法，包括：
步骤(1)：综合判断电厂中待诊断设备的节能需求，当待诊断设备的节能需求符合进行改造的必要性时，进入步骤(2)；
步骤(2)：继续判断该待诊断设备需要进行改造的类型，当为设备部件节能改造时进入步骤(3)，当为设备跨代升级节能改造时，进入步骤(4)；
步骤(3)：设备部件节能改造时，针对该待诊断设备，通过不同负荷下运行数据与设定的设备级参数的作差对比，当某指标的差值超过设定的第一阈值时，则该待诊断设备的该指标不符合要求，在第一关系数据库中存储该指标对应的有节能的关键点以及有必要采取的节能改造的若干改造方案；
在第一关系数据库中查找每个改造方案对判别指数的要求及该待诊断设备是否满足，当满足时，采用该方案，否则放弃该方案；
步骤(4)：设备跨代升级节能改造时，针对该待诊断设备，通过不同负荷下运行数据与全国同规模优秀机组的系统级参数的作差对比，当差值超过设定的第二阈值时，该待诊断设备的参数指标不符合要求，在第二关系数据库中存储有该指标对应的跨代升级节能改造的节能的关键点以及有必要采取的节能改造的若干改造方案；
在第二关系数据库中查找每个改造方案对判别指数的要求及该待诊断设备是否满足，当满足时，采用该方案，否则放弃该方案。
进一步优选的技术方案，综合判断电厂中待诊断设备的节能需求的方式为：
设某发电机组一年100％负荷运行小时数占全年运行小时数的比例为a，75％负荷运行小时数占全年运行小时数的比例为b，50％负荷运行小时数占全年运行小时数的比例为c，30％负荷运行小时数占全年运行小时数的比例为d，低于30％负荷运行小时数占全年运行小时数的比例为e；
某设备在发电机组100％负荷运行时的节能需求为x1，在发电机组75％负荷运行时的节能需求为x2，在发电机组50％负荷运行时的节能需求为x3，在发电机组30％负荷运行时的节能需求为x4，在发电机组低于30％负荷运行时的节能需求为x5，则综合评价该设备的节能需求为：
x＝a×x1+b×x2+c×x3+d×x4+e×x5。
不同负荷下的节能需求通过电厂运行值与目标值的作差对比得出，所述目标值包括设计值、全国同规模优秀机组的运行值等可以作为节能目标的数值。由各个负荷运行时间加权计算得出用于综合评价该设备的节能需求后，查找第一数据库中该设备的初投资，当节能需求达到初投资费用的一定比例时，认为有必要进行节能改造。在第一数据库中存储有所有设备的初投资费用。
进一步优选的技术方案，当某机组设备的空气预热器漏风率指标不符合设定值时，该空气预热器需要进行改进，第一关系数据库中存储有改善空预器漏风率指标对应的改造方案，所述改造方案包括：可调式密封改造、vn密封改造、柔性接触密封改造，所述柔性接触密封改造的判别指数包括安装空间的要求该机组无法满足时，自动排除柔性接触密封改造方案，可选的方案为可调式密封改造、vn密封改造。
进一步优选的技术方案，当系统级亚临界纯凝机组供电标煤耗a1与全国优秀亚临界同规模空冷机组供电标煤耗a2相比不符合要求时，分析超临界机组中全国优秀超临界同规模空冷机组供电标煤耗a3，a3<a2<a1，可选采用亚临界改超临界跨代升级改造；
在第二关系数据库中查找限制条件，当亚临界纯凝机组炉膛热负荷大于燃用煤种的大容量煤粉燃烧锅炉炉膛容积热负荷的允许上限值时，放弃采用亚临界改超临界跨代升级改造方案
一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备设备的处理器加载并执行上述基于负荷权重的电厂节能诊断方法。
基于负荷权重的电厂节能诊断系统，包括后台服务器，所述后台服务器包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，指令用于执行上述基于负荷权重的电厂节能诊断方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明考虑了灵活性运行及负荷率对节能改造需求的影响，使得系统自动做出的节能改造判断更真实可信。
本发明通过节能改造措施与其限制条件(含判别指数及其阈值)的关系数据库，兼顾了对改造可行性的评估，做出的节能改造判断的可用性更强。
本发明区分了设备级和系统级的数据，对于设备级的运行数据，与设计数据进行对比；对于系统级的数据，与全国最新的优秀机组对比，可以吸取优秀机组的系统特点，不止步于原有系统的改造策略，因此能提出更高效的节能改造策略。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明通过对一个时间长短适中的运行周期(如一年)内的负荷权重进行配比，对设备的节能需求进行加权评估，评估结论是节能改造的必要性；进一步通过关系数据库，查找出改造的限制条件，并在输入条件中自动查找，按照可行性筛选出初步可行的改造措施。
运行数据分为设备级数据和系统级数据。系统级数据是指评价工艺生产过程中自成系统的工艺流程优劣的数据。
设备节能需求的计算方法：不同负荷下的数据对比，采用加权对比的方式，比如某发电机组一年100％负荷运行小时数占全年运行小时数的比例为a，75％负荷运行小时数占全年运行小时数的比例为b，50％负荷运行小时数占全年运行小时数的比例为c，30％负荷运行小时数占全年运行小时数的比例为d，低于30％负荷运行小时数占全年运行小时数的比例为e。某设备在发电机组100％负荷运行时的节能需求为x1，在发电机组75％负荷运行时的节能需求为x2，在发电机组50％负荷运行时的节能需求为x3，在发电机组30％负荷运行时的节能需求为x4，在发电机组低于30％负荷运行时的节能需求为x5。则综合评价该设备的节能需求为：
x＝a×x1+b×x2+c×x3+d×x4+e×x5。
不同负荷下的节能需求通过电厂运行值与目标值的作差对比得出，所述目标值包括设计值、全国同规模优秀机组的运行值等可以作为节能目标的数值。
对于可以量化到费用的数值(如节电量)，由各个负荷运行时间加权计算得出用于综合评价该设备的节能需求后，查找第一数据库中该设备的初投资，当节能需求达到初投资费用的一定比例时，认为有必要进行节能改造。在第一数据库中存储有所有设备的初投资费用。
对于不能直接量化到费用的数值(如设备泄漏率)，由各个负荷运行时间加权计算得出用于综合评价该设备的节能需求后，查找第一数据库中该设备的基准泄漏率，当节能需求达到基准泄漏率的一定比例时，认为有必要进行节能改造。在第一数据库中存储有所有设备的基准泄漏率。
第一步，设备节能改造必要性评估，通过不同负荷下运行数据与设计数据的设备级参数的对比分析，并查找“短板”指标与节能改造措施之间的关系数据库，自动判别出节能的关键点以及有必要采取的节能改造的措施。
第二步，设备节能改造可行性评估，基于必要性评估推荐出的有必要采取的节能改造的措施，通过查找节能改造措施与其限制条件(含判别指数及其阈值)之间的关系数据库，逐一找出用户的判别指数，并判断出用户的判别指数是否在可以施行改造的阈值范围内。能够在可以施行改造的阈值范围内的设备级的节能改造措施将被最终推荐给用户。
第三步，跨代升级节能改造必要性评估，通过不同负荷下运行数据与全国同规模优秀机组的系统级参数的对比，查找出跨代升级节能改造的节能的关键点以及有必要采取的节能改造的措施。
第四步，跨代升级节能改造可行性评估，基于跨代升级节能改造必要性评估推荐出的有必要采取的跨代升级改造的措施，通过查找跨代升级改造措施与其限制条件(含判别指数及其阈值)之间的关系数据库，逐一找出用户的判别指数，并判断出用户的判别指数是否在可以施行改造的阈值范围内。能够在可以施行改造的阈值范围内的系统级的跨代升级节能改造措施将被最终推荐给用户。
实施例1：设备级——可以量化到费用的数值(如节电量)：
某电动给水泵原有液耦改造为变频器方案，100％负荷下节省电机功率为389kw，80％负荷下节省电机功率为574kw,70％负荷下节省电机功率为676kw，60％负荷下节省电机功率为715kw，50％负荷下节省电机功率为1111kw。上一年度100％负荷运行占全年运行小时数的5％，80％负荷运行占全年运行小时数的20％，70％负荷运行占全年运行小时数的20％，60％负荷运行占全年运行小时数的15％，50％负荷运行占全年运行小时数的40％，则以一年为一个评价周期，综合评价该设备的节省电机功率为：
x＝a×x1+b×x2+c×x3+d×x4+e×x5＝5％×389+20％×574+20％×676+15％×715+40％×1111＝821.1kw
再考虑全年运行小时数作为输入条件，例如5000h运行，则全年节电量为821.1×5000＝410.55万kwh。按本申请所述的节能诊断系统设定的评估用电价计算得出全年节省的费用，例如该工程系统设定的评估用电价为0.3元/kwh，则全年节省的费用为123.165万元，计算进一步与第三数据库中电动给水泵的初投资435万元进行作商对比得出比例为28.3％，大于本申请所述的节能诊断系统对电动给水泵这台设备设定的比例阈值15％，则本申请所述的节能诊断系统自动认为有节能改造的必要。
实施例2：设备级——不能直接量化到费用的数值(如设备泄漏率)：
某机组在300mw负荷工况下，a侧空气预热器漏风率实测值为6.73％，b侧空气预热器漏风率实测值为6.24％，在150mw负荷工况下，a侧空气预热器漏风率实测值为9.08％，b侧空气预热器漏风率实测值为8.78％。空预器漏风率设计值为300mw负荷不超过5％，150mw负荷不超过6％。上一年度100％负荷运行占全年运行小时数的50％，50％负荷运行占全年运行小时数的50％，则以一年为一个评价周期，综合评价a侧空气预热器的节能需求为：(6.73％×50％+9.08×50％＝7.905％，大于5％×50％+6％×50％＝5.5％)，第一步对比判断得出有必要进行空预器密封改造以降低漏风率，自动推荐出可调式密封改造、vn密封改造、柔性接触(弹片式)密封改造。第二步查找限制条件，发现柔性接触(弹片式)密封改造的判别指数包括安装空间≥110mm(即阈值)，而该机组的安装空间仅58mm，不满足限制条件的要求，因此自动排除柔性接触(弹片式)密封改造的方案，最终推荐给用户的是可调式密封改造、vn密封改造。
实施例3：系统级：
某电厂采用700mw超临界纯凝机组，投产8年后，机组热耗7680.97kj/kwh，而全国优秀超临界同规模机组供电标煤耗为7460kj/kwh。第三步对比各项参数发现，高、中、低压缸效率偏低，是导致机组热耗率偏高的主要因素；三、五、六段抽汽温度分别较设计值偏高约15.2℃、34.1℃、23.26℃，反映出中、低压缸可能存在内缸变形而引起漏汽，是导致机组热耗率偏高的次要因素。第三步对比的结论是推荐采用汽轮机通流改造，自动推荐出调节级改造方案和补气阀改造方案。第四步查找限制条件，对于调节级通流改造方案，改造后汽轮机发电煤耗在100％tha、75％tha、50％tha工况下分别降低7.4、7.76、17.83g/kwh，基于机组多负荷工况加权考虑计算出投资回收年限4.59年；对于补汽阀通流改造方案，改造后汽轮机发电煤耗在100％tha、75％tha、50％tha工况下分别降低8.36、8.43、17.87g/kwh，基于机组多负荷工况加权考虑计算出投资回收年限4.75年；经本申请所述的电厂节能诊断系统自动对比得出调节级改造方案的投资回收年限比补汽阀通流改造方案的投资回收年限更短，故最终推荐给用户的是调节级改造方案。
实施例4：系统级：
某电厂采用300mw亚临界纯凝机组，投产10年后，供电标煤耗为345g/kwh，而全国优秀亚临界同规模空冷机组供电标煤耗为325g/kwh，随着技术进步，近几年建设的机组多为超临界机组，全国优秀超临界同规模空冷机组供电标煤耗为305g/kwh。第三步对比推荐采用亚临界改超临界跨代升级改造，第四步查找限制条件，发现燃用烟煤(含贫、瘦煤)时，大容量煤粉燃烧锅炉炉膛容积热负荷(bmcr)上限值为90～105kw/m3，沾污指数＞3时取炉膛容积热负荷的较小值，而原锅炉的炉膛热负荷已达95，进行亚临界改超临界跨代升级改造后的炉膛容积热负荷高达106，所燃用的煤种的沾污指数为3.77，故第四步自动否定第三步的推荐意见，最终不把跨代升级改造推荐给用户。
本发明的另一实施例子，一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述基于负荷权重的电厂节能诊断方法。
本发明的再一实施例子，本发明还公开了基于负荷权重的电厂节能诊断系统，包括后台服务器，所述后台服务器包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，指令用于执行上述基于负荷权重的电厂节能诊断方法。
在上述本实施例中，计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本公开的各个方面的计算机可读程序指令。计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、静态随机存取存储器(sram)、便携式压缩盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能盘(dvd)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
本文所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开内容操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(isa)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如c++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“c”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(fpga)或可编程逻辑阵列(pla)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开内容的各个方面。
应当注意，尽管在上文的详细描述中提及了设备的若干模块或子模块，但是这种划分仅仅是示例性而非强制性的。实际上，根据本公开的实施例，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。