全网水火电机组分层节能降耗优化协调管控技术研究与应用

全网水火电机组分层节能降耗优化协调管控技术研究与应用

本项目以全网水火电机组大量实时运行数据的接入和分析为基础,在电网火电侧,通过全系统汽水分布方程及排气焓优化算法实时计算机组热耗、用基于煤质智能识别技术实时计算锅炉效率等方法,构建了火电机组煤耗在线监测系统、耗差及能损分析系统、厂用电能效在线监测系统、火电机组发电能力在线评估系统等机组性能在线分析平台;在电网水电侧,通过水情预报、水电机组振动区域及水机效率在线计算方法,构建了水电机组发电性能的在线分析平台。

以上述平台为基础,研究全网水火电之间、水电站群之间、火电站群之间、火电厂内部、水电站内部的多层级全网水火电机组节能降耗优化协调管控策略,在电网侧,实现全网水火电机组发电能力上、下限的在线评估;水火电机组发电功率的中短期预测;提出了实现基于煤耗在线可靠分析技术、水轮发电机组经济性在线分析技术和发电能力动态约束、电网安全约束的全网水火电协调优化控制策略;在电厂侧,实现水火电机组基于运行经济性最优的负荷分配与闭环控制,降低厂用电消耗。通过上述技术的研究与应用,达到挖掘清洁能源发电潜力、优化火电机组经济性能的全网节能运行管控目标,形成了全网水火电机组分层节能降耗优化协调管控体系。研究成果共形成专利8项,软件著作权15项,发表论文12篇。

项目主要创新点包括：

(1)提出了基于实时在线监测的从各个层面对全网水、火电机组优化协调策略及负荷分配方法,为节能发电调度实时优化控制提供了技术支撑。

(2)提出了在线评估、短期预测、实时确定水、火电机组发电能力上、下限的方法,解决了电网水火电负荷优化分配的关键问题。

(3)提出基于煤质样本库智能识别的复杂煤质条件下锅炉效率实时计算方法、基于热力系统全信息的汽轮机热耗计算方法,研发了火电机组煤耗的实时在线监测系统。

(4)提出基于火电厂实时煤耗最低的火电厂厂内负荷分配方法,并通过在网厂两级协调控制系统中制定控制逻辑,实现了按照煤耗最低的闭环控制,解决了厂级机组运行的节能优化问题。

本项目成果在云南11座火电厂的30台机组、多个流域的41座水电厂和云南电力调度控制中心得到应用。监控平台投运以来,提高了电网的水能利用率,减少了燃煤的消耗,2013年,全网水能利用率计划值为4%,实际值达到5.26%,水能利用率提高了1.26%。全网火电机组2012年的供电煤耗率为333.26g/kWh,2013年的供电煤耗为330.37g/kWh,下降了2.89 g/kWh,产生了巨大的经济效益和社会效益。在11座火电厂内应用火电厂内煤耗最优的负荷分配方法,实现机组煤耗降低。火电厂厂用电在线监测系统除了在云南电网的国电阳宗海发电厂应用以外,还在广东省和贵州省的10个电厂的15台机组中推广应用,取得了明显的经济效益。

该项目围绕水火电机组运行经济性实时分析、水火电发电能力在线评估等技术,在火电机组煤耗在线分析、发电能力在线评估、厂用电在线监测与分析、能损分析,水电机组效率在线监测、水轮机稳定运行区域在线评估、水情测报等方面开展了研究,构建了基于经济性和发电能力在线分析的全网水火电机组节能监控平台并实际应用,为电网调度过程水火电负荷优化协调分配提供了关键技术支持。

本项目成果推动了电力系统节能发电调度领域的技术进步,具有良好的经济、社会效益和推广应用前景,可推广至区域级电网及其统调范围内的所有水火电机组的节能优化和调度管控中。整体达到国际先进水平。