一种基于环保排放大数据的燃煤机组调度方法与流程

本发明涉及燃煤机组发电控制技术领域，尤其涉及一种基于环保排放 大数据的燃煤机组调度方法。

背景技术：

燃煤电厂作为煤炭消耗大户，一直以来都是减排的重点领域。在相关 要求下，全国范围内常规煤电机组已基本实现超低排放达标排放。根据改 造后再运行机组的排放浓度海量大数据分析，其二氧化硫、氮氧化物和烟 尘的平均排放浓度远低于35mg/m³、50mg/m³和10mg/m³，整体的排放总 量也相比改造之前大幅下降，超低排放改造对燃煤电厂烟气污染物减排效 果显著。

我国的燃煤火电机组排放绩效(单位发电量下排放浓度，克/千瓦时) 已经走在世界的前列。当前，电源侧可进一步压缩的减排空间已经不大， 然不同类型机组之间排放绩效仍存在一定的差异性，且在不同月份、不同 气象条件下，尤其在大面积雾霾重污染时期或重大社会性活动空气质量保 障中总的污染排放量贡献率也不同。因此，有必要利用燃煤发电机组的环 保排放大数据开展电网减排调度方法研究，进一步提升煤电的节能减排效 果和降低污染影响率。

技术实现要素：

本发明的目的是为了进一步提升煤电的节能减排效果和降低污染影响 率，提供一种基于环保排放大数据的燃煤机组调度方法。

一种基于环保排放大数据的燃煤机组调度方法，包括以下步骤：

步骤一：获取机组环保排放大数据。

从燃煤机组烟气排放在线监测系统中获取机组环保排放污染物数据， 包括二氧化硫、氮氧化物、烟尘三类污染物的浓度数据和烟气流量数据； 从电力调度自动化系统中获取机组出力数据；从电能量计量系统中获取机 组发电利用小时数和电量数据。

步骤二：确定机组环保排放绩效。

根据步骤一，结合燃煤机组污染物排放绩效计算公式：排放绩效＝烟气 流量×污染物排放浓度÷机组出力，计算出各机组二氧化硫、氮氧化物、烟 尘三类污染物年度、月度、日排放绩效以及三种污染物加权平均排放绩效， 其中平均排放绩效＝a×二氧化硫排放绩效+b×氮氧化物排放绩效+c×烟尘排 放绩效，其中a：b：c＝0.3：0.4：0.3。

步骤三：统计机组污染物排放总量。

根据步骤一和步骤二，结合机组排放污染物排放总量计算公式：某一 周期机组污染物排放总量＝(二氧化硫+氮氧化物+烟尘)排放绩效×某一周 期机组发电量，计算出每台机组污染物年度、月度、日排放总量。

步骤四：构建最优环保下年度发电计划。

4A：预计下年度污染物排放量：根据步骤一和步骤三，得出本年度机 组每发电1小时平均产生污染物排放量，计算公式为：本年度机组污染物 排放总量÷本年度机组发电小时数；从政府部门下达下年度发电计划中获取 机组下年度发电小时数，基于本年度发电1小时平均产生污染物计算出每 台机组下年度污染物排放总量，进而统计出所有机组总污染物排放总量。

4B：预计下年度污染物排放量：根据步骤二中燃煤机组年度平均排放 绩效，按从小到大顺序给出各机组环保排序，对下年度发电计划进行调整， 在总体发电量不变前提下，对相同装机容量机组优先增加排序靠前的机组 发电小时数、减少排序靠后的机组发电小时数，对调整后发电计划根据4A 步骤中方法重新预计下年度污染物排放总量，通过调整前后对比所有机组 下年度污染物排放总量来确定出环保最优的下年度发电计划。

步骤五：构建最优环保日前发电计划。

5A：预计日前污染物排放量：从调度运行管理系统中获取日前发电计 划，机组96点发电曲线，周期为每15分钟发电出力值；根据步骤二中机 组日平均排放绩效数据，选择前一天数据和步骤三中污染物排放量计算公 式，进而统计出所有机组总污染物排放总量。

5B：日前计划安排环保校核：根据步骤二中燃煤机组日平均排放绩效， 选择前一天数据，按从小到大顺序给出各机组环保排序，对日前发电计划 进行调整，在总体负荷水平不变前提下，对相同装机容量机组优先增加排 序靠前的机组出力、减少排序靠后的机组出力，对调整后日前发电计划根 据5A步骤中方法重新预计日前污染物排放总量，通过调整前后对比所有机 组日前发电污染物排放总量来确定出环保最优的日前发电计划；同时结合 机组所在地域，在不同月份、不同气象条件下，在大面积雾霾重污染时期， 或在重大社会性活动时期，保障确保局部地域空气质量，优先安排其他地 域同等容量的机组。

本发明提出了一种基于环保排放大数据的燃煤机组调度方法，与现有 技术相比实现了对燃煤机组发电计划安排中污染物排放环保最优，进一步 提升煤电的节能减排效果和降低污染影响率，供各级调度部门在制定编排 发电计划时作为参考。

附图说明

图1为本发明一种基于环保排放大数据的燃煤机组调度方法的流程图；

图2为本发明中构建最优环保下年度发电计划流程图；

图3为本发明中构建最优环保日前发电计划流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施 例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例 仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图3，其中图1为本发明一种基于环保排放大数据的 燃煤机组调度方法的流程图；图2为本发明中构建最优环保下年度发电计 划流程图；图3为本发明中构建最优环保日前发电计划流程图。

本发明所述的一种基于环保排放大数据的燃煤机组调度方法，包括以 下步骤：

第一步，获取机组环保排放大数据

从燃煤机组烟气排放在线监测系统(CEMS)中获取某年某省60-66万 千瓦级机组环保排放污染物数据，主要包括二氧化硫(SO2)、氮氧化物 (NOx)、烟尘三类污染物的浓度数据和烟气流量数据；从电力调度自动化 系统中获取机组出力数据；从电能量计量系统中获取机组发电利用小时数 和电量数据。详情如下表：

第二步、确定机组环保排放绩效：根据某年度某省60-66万机组环保 大数据信息，结合燃煤机组污染物排放绩效计算公式：排放绩效(单位： 克/千瓦时)＝烟气流量(单位：立方米/小时)×污染物排放浓度(毫克/ 立方米)÷(机组出力(单位：兆瓦)×1000×1000)，计算出各机组二 氧化硫、氮氧化物、烟尘三类污染物年度排放绩效以及三种污染物加权平 均排放绩效。其中加权平均排放绩效＝a×二氧化硫排放绩效+b×氮氧化物 排放绩效+c×烟尘排放绩效，其中a：b：c＝0.3：0.4：0.3，具体排放绩 效数据如下表：

第三步、统计机组污染物排放总量：根据前面两步信息，结合机组排 放污染物排放总量计算公式：某一周期机组污染物排放总量(单位：克)＝ (二氧化硫+氮氧化物+烟尘)排放绩效(单位：克/千瓦时)×机组年 电量(单位：千瓦时)，计算出每台机组污染物年度排放总量，具体数据 如下表所示。

第四步、构建最优环保下年度发电计划

4A:预计下年度污染物排放量：根据第一、三步信息，得出本年度机 组每发电1小时平均产生污染物排放量，计算公式为：本年度机组污染物 排放总量÷本年度机组发电小时数；从政府部门下达下年度发电计划中获 取机组下年度发电小时数，基于本年度发电1小时平均产生污染物计算出 每台机组下年度污染物排放总量，进而统计出所有机组总污染物排放总 量。

本年度机组每发电1小时平均产生污染物排放量，如下表所示：

4B:预计下年度污染物排放量：根据第二步中燃煤机组年度平均排放 绩效，按从小到大顺序给出各机组环保排序，对下年度发电计划进行调 整，在总体发电量不变前提下，对相同装机容量机组优先增加排序靠前的 机组发电小时数、减少排序靠后的机组发电小时数，对调整后发电计划根 据4A步骤中方法重新预计下年度污染物排放总量，通过调整前后对比所有 机组下年度污染物排放总量来确定出环保最优的下年度发电计划。

机组环保排序如下表所示：

a+1年度b省60-66万机组年度发电计划及排污量如下表所示：

优化后a+1年度b省60-66万机组年度发电计划及排污量，数据如下 表所示：

在发电总量不变的情况下，通过调整不同机组发电时间可减少排污总 量26.8615吨污染物。

第五步、构建最优环保日前发电计划。

5A：预计日前污染物排放量：从调度运行管理系统中获取日前发电计 划，机组96点发电曲线，周期为每15分钟发电出力值；根据步骤二中机 组日平均排放绩效数据，选择前一天数据和步骤三中污染物排放量计算公 式，进而统计出所有机组总污染物排放总量。

5B：日前计划安排环保校核：根据步骤二中燃煤机组日平均排放绩效， 选择前一天数据，按从小到大顺序给出各机组环保排序，对日前发电计划 进行调整，在总体负荷水平不变前提下，对相同装机容量机组优先增加排 序靠前的机组出力、减少排序靠后的机组出力，对调整后日前发电计划根 据5A步骤中方法重新预计日前污染物排放总量，通过调整前后对比所有机 组日前发电污染物排放总量来确定出环保最优的日前发电计划；同时结合 机组所在地域，在不同月份、不同气象条件下，在大面积雾霾重污染时期， 或在重大社会性活动时期，保障确保局部地域空气质量，优先安排其他地 域同等容量的机组。

与现有技术相比实现了对燃煤机组发电计划安排中污染物排放环保最 优，进一步提升煤电的节能减排效果和降低污染影响率，供各级调度部门 在制定编排发电计划时作为参考。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本 行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和 说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下 本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明 的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。