[01714501]热力系统动态建模与监控技术

电力作为国民经济的支柱产业，改革开放以来得到了飞速发展。但近几年来，我国发电企业出现了亏损局面，原因在于：一方面是煤炭价格的攀升，导致发电燃料成本上升，另一方面是我国火电厂平均供电煤耗高，增加了机组的运行成本。因此，发电企业想要改变目前的运营状况，必须采取切实可行的节能技术和优化控制措施，降低能耗，提高发电利润。而火电厂热工过程是复杂的热力过程，具有多变量与多回路的特点，并且各变量之间相互交叉影响，基于现场数据对热工被控对象进行建模以及监控策略研究有一定的困难，迫切需要更好和更有效的利用过程动态信息和更能充分利用统计信息辨识出动态模型和对热工过程进行监控的新方法。主要技术内容：（1）通过主元分析与多变量统计监测计算，得到了在复杂的热工过程中对主要被控变量影响较大的主导因素；利用神经网络的建模方法建立了主要热工对象--汽包压力、汽包水位、主汽压力、主汽温度和再热汽温等在机组不同运行工况以及不同的主导因素扰动下的动态模型，并利用模糊控制等控制方法对热工控制系统进行了控制策略方面的研究；(2）建立了电厂运行能耗在线计算模型以及对标基准模型，分析随着入炉煤质和机组负荷的变化，锅炉效率、热耗率以及厂用电率的对标基准，确定出随机组运行工况变化的煤耗率基准值。并通过机组节能潜力模型，分析和计算机组的节能潜力，为机组优化运行提供理论依据。利用模糊综合评判方法建立电厂指标考核体系，提出了基于火电厂运行各小指标的综合评价办法；计算各小指标的权重和得分，实现电厂运行值间的运行效果评比，促进发电企业的节能降耗。（3）建立了火电机组能耗-供电成本-利润模型以及供电燃料成本敏感性模型。分析能耗指标变化对供电成本影响；分析了运行火电机组成本、利润的各项因素，并通过电厂成本-利润模型，结合电厂实际数据，计算煤炭价格、供电标准煤耗率变化时发电成本和电厂利润的变化大小，得出了火电企业降低运行成本、提高发电利润的有效途径。（4）基于电厂运行数据，开发电厂在线监测系统，实时显示机组的主要能耗指标；计算运行参数偏离其基准值时热耗和煤耗的变化大小；并通过机组运行考核体系，实现运行值间的评比；对电厂运行成本及利润进行实时显示。推广应用及效益情况：基于现代大型火力发电机组现有的数据采集系统，利用电厂数据库中海量的运行数据和已知的控制系统控制方式，对机组运行过程进行深入分析，建立热工对象动态模型并进行控制策略研究，提高了电力公司机组控制水平和机组的运行经济性。该系统的推广应用为企业带来显著的经济效益和环境效益，降低了发电成本，实现了火电机组的节能降耗。培养了12名硕士研究生，发表学术论文13篇。