專利名稱：一種電站磨煤機節(jié)能優(yōu)化出力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電站磨煤機節(jié)能優(yōu)化出力的方法，尤其是涉及一種基于粒子群算法的電站鍋爐磨煤機出力優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
火電廠中輔機的運行方式若不合理，會致使輔機電耗較大、機組的供電煤耗增大、廠用電率升高。機組主要輔機設(shè)備包括磨煤機、送風(fēng)機、引風(fēng)機、一次風(fēng)機、給水泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵等，這些主要輔機的耗電量占全部廠用電量的80%以上，據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，火力發(fā)電廠總發(fā)電量的7%左右都用于廠用電的消耗，而制粉系統(tǒng)作為火電廠耗電大戶，其用電量就占去廠用電的15% -25%。并且由于直吹式制粉系統(tǒng)的磨煤機與鍋爐燃燒器直接相連，機組在運行的磨煤機出力總和即是鍋爐的燃煤量。在直吹式制粉系統(tǒng)中，磨煤機的啟停及運行方式，將直接影響機組的耗煤量。隨著大型機組參與調(diào)峰運行，機組AGC方式對負荷響應(yīng)速率要求較高，磨煤機的運行組合方式對機組的穩(wěn)定運行有比較重要的影響。近年來大量學(xué)者已開始把PSO (Particle Swarm Optimization,粒子群優(yōu)化)算法應(yīng)用于電力系統(tǒng)的優(yōu)化中，主要是電力系統(tǒng)規(guī)劃及運行與控制等領(lǐng)域?？偨Y(jié)來看，研究工作主要包括兩個方面①對電力系統(tǒng)的相關(guān)問題建模，表達成適合于粒子群及其改進算法的結(jié)構(gòu)形式；②對PSO算法進一步改進和完善，使之能更好的應(yīng)用于更廣泛的實際工程問題中。科研人員首次將PSO算法應(yīng)用于電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度問題中，但只是用PSO算法解決了簡單電力系統(tǒng)單時段的負荷經(jīng)濟分配問題，且考慮的約束條件也很簡單。有人提出將帶收縮因子的自適應(yīng)PSO算法用于電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行優(yōu)化中，運用懲罰函數(shù)處理電網(wǎng)電壓、電流等安全約束，但忽略了機組本身技術(shù)約束，因此也有不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種基于粒子群算法的電站鍋爐磨煤機出力優(yōu)化方法，本方法根據(jù)磨煤機優(yōu)化模型仿真計算變負荷時磨煤機的啟停時機和運行組合方式，計算多臺磨煤機的能耗，提出優(yōu)化的運行組合方式，最優(yōu)分配磨煤機的出力，從而達到降低煤耗的目的。解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種電站磨煤機節(jié)能優(yōu)化出力的方法，其特征是包括以下依次執(zhí)行的步驟SI啟停規(guī)則的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換通過研究磨煤機帶負荷率影響因素，建立好磨煤機啟停優(yōu)化的評價函數(shù)，分析磨煤機啟停和運行過程中的影響因素，然后進行數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換，用數(shù)學(xué)公式表達；具體為設(shè)機組AGC給定的負荷指令為Pt，當(dāng)機組負荷一定，根據(jù)一定的函數(shù)計算，可計算出標(biāo)準煤燃料量，然后經(jīng)過偏置修正可算出燃燒煤的給煤量，因此，簡單地認為，所燃燒煤種的發(fā)熱值乘以給煤量，乘以機組的效率應(yīng)等于機組的負荷；用數(shù)學(xué)式表達為
BmXηX η =Pt式中ΒΜ為鍋爐的計算總給煤量，η為所燃燒煤種的發(fā)熱值，Π為機組的效率。n的變化由煤種所決定；為保證鍋爐安全燃燒，提高機組快速升降負荷的能力，磨煤機的出力應(yīng)備有余量，對于中速磨煤機，在磨制設(shè)計煤種時，備用的磨煤機除外，磨煤機總出力應(yīng)大于等于BMCR(鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量)時燃煤消耗量的110% ;而磨制校核煤種時，檢修前的全部磨煤機總出力應(yīng)大于等于BMCR時燃料消耗量。在此，為保證磨煤機運行時的總出力不小于由機組負荷通過計算得到的鍋爐燃燒需要的燃料量，即備有一定的出力裕度。建立約束條件
權(quán)利要求
1.一種電站磨煤機節(jié)能優(yōu)化出力的方法，其特征是包括以下依次執(zhí)行的步驟 Si啟停規(guī)則的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換 通過研究磨煤機帶負荷率影響因素，建立好磨煤機啟停優(yōu)化的評價函數(shù)，分析磨煤機啟停和運行過程中的影響因素，然后進行數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換，用數(shù)學(xué)公式表達； 具體為設(shè)機組AGC給定的負荷指令為Pt，當(dāng)機組負荷一定，根據(jù)一定的函數(shù)計算，可計算出標(biāo)準煤燃料量，然后經(jīng)過偏置修正可算出燃燒煤的給煤量，因此，簡單地認為，所燃燒煤種的發(fā)熱值乘以給煤量，乘以機組的效率應(yīng)等于機組的負荷；用數(shù)學(xué)式表達為BltlXnX n =Pt 式中Βμ為鍋爐的計算總給煤量，η為所燃燒煤種的發(fā)熱值，η為機組的效率。η的變化由煤種所決定； 為保證鍋爐安全燃燒，提高機組快速升降負荷的能力，磨煤機的出力應(yīng)備有余量，對于中速磨煤機，在磨制設(shè)計煤種時，備用的磨煤機除外，磨煤機總出力應(yīng)大于等于BMCR (鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量)時燃煤消耗量的110% ;而磨制校核煤種時，檢修前的全部磨煤機總出力應(yīng)大于等于BMCR時燃料消耗量。在此，為保證磨煤機運行時的總出力不小于由機組負荷通過計算得到的鍋爐燃燒需要的燃料量，即備有一定的出力裕度。建立約束條件
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電站磨煤機節(jié)能優(yōu)化出力的方法，其特征是所述的步驟S4中，PSO算法的計算流程如下 (1)初始化粒子群隨機初始化各粒子的位置和速度； (2)計算適應(yīng)度值根據(jù)適應(yīng)度函數(shù)計算各粒子的適應(yīng)度值； (3)更新最優(yōu)對每個粒子，將它的適應(yīng)度值與它的歷史最優(yōu)的適應(yīng)度值進行比較，如果更好，則將其所在位置作為個體最優(yōu)位置；與群體的最優(yōu)適應(yīng)度值比較，如果更好，則將其所在位置作為群體最優(yōu)位置； (4)更新粒子對粒子的速度和位置進行更新。
(5)停止條件如果達到預(yù)先設(shè)定的結(jié)束條件足夠好的解或最大迭代次數(shù)；則結(jié)束，否則轉(zhuǎn)步驟(2)。
全文摘要
一種電站磨煤機節(jié)能優(yōu)化出力的方法，包括以下步驟S1啟停規(guī)則的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換；S2建立約束條件S3確定啟停模型；S4粒子群算法改進針對此問題在PSO算法的搜索后期引入變異算子，提出帶變異算子的PSO算法，使算法在搜索后期克服陷入局部最優(yōu)解的束縛，同時帶變異算子的PSO還可以保持前期較快的搜索速度的特性；S5參數(shù)設(shè)置；S6優(yōu)化將設(shè)置好的參數(shù)輸入啟停模型，得出運行結(jié)果。本發(fā)明充分考慮磨煤機的優(yōu)化運行和現(xiàn)場復(fù)雜的工況，使磨煤機啟停優(yōu)化模型更為準確和實用，所優(yōu)化后的磨煤機啟停組合方式基本能滿足機組運行時對磨煤機出力的要求，且縮短了磨煤機低出力情況下的運行時間，提高了磨煤機的磨煤效率，從而節(jié)省了機組的煤耗量。
文檔編號B02C25/00GK103056016SQ20121057577
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者葉向前, 方源 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 武漢大學(xué)