1.本发明属于热电联产技术领域，尤其涉及一种单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法及系统。
背景技术：2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.为得到供热机组的运行特性方程，常见的方法是采用热力系统变工况分析，即当供热机组的热、电负荷方式变化时，根据基准工况，按照供热汽轮机的变工况计算方法，通过计算热力系统的变工况计算，得到汽轮机的工况图，然后利用多元线性回归原理对机组变工况计算结果进行拟合而得到。汽轮机变工况计算步骤复杂，且针对不同的热力系统需分别建模，不适用于需要大量穷举计算的负荷优化调度算法。
4.目前热电联产机组节能调度模型中大都将电功率上下限当作定值处理，从而引起热电机组发电功率过大、系统调峰困难、弃风弃光现象严重。
技术实现要素：5.为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法及系统，其在分析热电联产抽凝单抽机组运行工况的图的基础上，以循环函数法为理论基础，找出热电联产单抽机组运行的边界点，根据边界点推导出机组的特性方程，根据机组的特性方程，确定机组运行功率上下限。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.本发明的第一个方面提供一种单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法。
8.单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法，包括：
9.确定单抽热电联产抽凝机组的运行工况图和汽轮机功率上下限与抽汽量之间的机组特性方程；
10.以汽轮机热力系统循环函数法为理论基础，找出单抽热电联产抽凝机组的运行工况图的边界点，确定机组特性方程的系数，得到确定系数的机组特性方程；
11.增加功率上下限所需的输入工况点，结合确定系数的机组特性方程，以此确定汽轮机功率上、下限模型，得到汽轮机功率上、下限值，实现热负荷的分配。
12.进一步地，所述汽轮机功率上下限与抽汽量之间的机组特性方程为：
13.p
e1
＝k1d0+k2d
e1
+k314.其中，k1、k2、k3为系数，p
e1
为汽轮机功率，d0为蒸汽量，d
e1
为工业抽汽量。
15.进一步地，所述单抽热电联产抽凝机组的运行工况图的边界点包括最小供热进汽量不抽汽工况点、最大进汽量不抽汽工况点、最大进汽量一段抽汽为最大值工况点、30％tha纯凝工况点、50％tha纯凝工况点、75％tha纯凝工况点和100％tha纯凝工况点。
16.更进一步地，根据最小供热进汽量不抽汽工况点、最大进汽量不抽汽工况点、30％
tha纯凝工况点、50％tha纯凝工况点、75％tha纯凝工况点和100％tha纯凝工况点进行拟合，得到k1和k3的值；根据k1和k3的值，结合最大进汽量一段抽汽为最大值工况点，得到k2的值，以此得到确定系数的机组特性方程。
17.进一步地，所述增加功率上下限所需的输入工况点包括：可投工业抽汽最小功率工况点和一段抽汽为最大值最小功率工况点。
18.进一步地，当确定汽轮机功率上限模型时，根据抽汽量的范围，基于单抽热电联产抽凝机组的运行工况图，采用相似定理，得到汽轮机功率上限模型。
19.进一步地，当确定汽轮机功率下限模型时，根据抽汽量的范围，基于单抽热电联产抽凝机组的运行工况图，采用相似定理，得到汽轮机功率下限模型。
20.本发明的第二个方面提供一种单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定系统。
21.单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定系统，包括：
22.模型确定模块，其被配置为：确定单抽热电联产抽凝机组的运行工况图和热电机组电功率上下限与抽汽量之间的机组特性方程；
23.系数确定模块，其被配置为：以汽轮机热力系统循环函数法为理论基础，找出单抽热电联产抽凝机组的运行工况图的边界点，确定机组特性方程的系数，得到确定系数的机组特性方程；
24.求解模块，其被配置为：增加功率上下限所需的输入工况点，结合确定系数的机组特性方程，以此确定功率上下限模型，得到功率上下限值，实现热负荷的分配。
25.本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。
26.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一个方面所述的单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法中的步骤。
27.本发明的第四个方面提供一种计算机设备。
28.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一个方面所述的单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法中的步骤。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
30.本发明在分析热电联产抽凝单抽机组运行工况的图的基础上，以循环函数法为理论基础，找出热电联产单抽机组运行的边界点，根据边界点推导出机组的特性方程，能快速方便的推导出适用于各种不同热力系统的单抽燃煤热电联产抽凝机组的特性方程，一方面可为机组节能调度提供简单的底层算法模型，另一方面为机组性能试验确定机组特性方程提供了理论依据，可节约热电联产机组现场性能试验工况数量。
31.本发明基于机组运行工况的边界点，进一步推导出热电机组电功率上下限与抽汽量之间的函数关系，建立了考虑燃煤热电联产抽凝单抽机组电功率上下限随抽汽量变化、能准确反应“以热定电”发电功率的新型节能调度模型。
附图说明
32.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
33.图1是本发明实施例一示出的单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法的
流程图；
34.图2是本发明实施例一示出的第一类单抽热电联产抽凝机组运行工况图；
35.图3是本发明实施例一示出的第二类单抽热电联产抽凝机组运行工况图；
36.图4(a)是本发明实施例一示出的单抽机组电功率上限变化过程图；
37.图4(b)是本发明实施例一示出的图4(a)作垂线后的图；
38.图5(a)是本发明实施例一示出的单抽机组功率下限变化过程图；
39.图5(b)是本发明实施例一示出的第一种情况时图5(a)作垂线后的图；
40.图5(c)是本发明实施例一示出的第二种情况时图5(a)作垂线后的图；
41.图6(a)是本发明实施例一示出的单抽机组电功率上限变化过程图；
42.图6(b)是本发明实施例一示出的图6(a)作垂线后的图；
43.图7(a)是本发明实施例一示出的单抽机组功率下限变化过程图；
44.图7(b)是本发明实施例一示出的第一种情况时图7(a)作垂线后的图；
45.图7(c)是本发明实施例一示出的第二种情况时图7(a)作垂线后的图；
46.图8是本发明实施例一示出的对应不同抽汽量机组调峰能力曲线图。
具体实施方式
47.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
48.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
49.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发明的示例性实施方式。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。
50.需要注意的是，附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各种实施例的方法和系统的可能实现的体系架构、功能和操作。应当注意，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分可以包括一个或多个用于实现各个实施例中所规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为备选的实现中，方框中所标注的功能也可以按照不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，或者它们有时也可以按照相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。同样应当注意的是，流程图和/或框图中的每个方框、以及流程图和/或框图中的方框的组合，可以使用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以使用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
51.实施例一
52.如图1所示，本实施例提供了一种单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法，本实施例以该方法应用于服务器进行举例说明，可以理解的是，该方法也可以应用于终端，还可以应用于包括终端和服务器和系统，并通过终端和服务器的交互实现。服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务器、云通信、中间件服务、域
名服务、安全服务cdn、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。终端可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、智能音箱、智能手表等，但并不局限于此。终端以及服务器可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本技术在此不做限制。本实施例中，该方法包括以下步骤：
53.确定单抽热电联产抽凝机组的运行工况图和汽轮机功率上下限与抽汽量之间的机组特性方程；
54.以汽轮机热力系统循环函数法为理论基础，找出单抽热电联产抽凝机组的运行工况图的边界点，确定机组特性方程的系数，得到确定系数的机组特性方程；
55.增加功率上下限所需的输入工况点，结合确定系数的机组特性方程，以此确定汽轮机功率上、下限模型，得到汽轮机功率上、下限值，实现热负荷的分配。
56.本实施例的具体方案可参考以下内容实现：
57.本实施例通过对单抽机组运行工况图进行分析，单抽热电联产抽凝机组运行工况图简化如下两种类型：
58.类型一，如图2所示，图中，a点为可投工业抽汽最小功率(最大可抽1级抽汽)工况，b点为可投工业抽汽最小功率不抽汽(1级抽汽为0)工况，c点为最大进汽量不抽汽(1级抽汽为0)工况(tmcr工况)，d点为最大进汽量1段抽汽为最大值工况，e点为1段抽汽为最大值最小功率工况。
59.类型二，如图3所示，图中，a点为可投工业抽汽最小功率(最大可抽1级抽汽)工况，b点为可投工业抽汽最小功率不抽汽(1级抽汽为0)工况，c点为最大进汽量不抽汽(1级抽汽为0)工况，d点为最大进汽量1段抽汽为最大值工况，e点为1段抽汽为最大值最小功率工况。
60.运行工况图是依据大量的各种工况热平衡计算的结果绘制出的，实际图形是一组近似平行线，根据循环函数法原理，已知汽轮机功率p
e1
、蒸汽量d0、工业抽汽量d
e1
之间的表达式为：
61.p
e1
＝k1d0+k2d
e1
+k362.求出了k1、k2、k3的数值，就得到了机组的动力特性方程，就可以很方便的求出汽轮机功率p
e1
、蒸汽量d0、工业抽汽量d
e1
三者之间的关系，大大节省了计算工作量，为多个机组间的经济技术比较及负荷优化分配提供了简单易用的底层计算方程。
63.为更准确的求得特性方程系数k1、k2、k3，选取机组运行边界值来进行推导，需要输入的计算边界值如表1所示：
64.表1需要输入的计算边界值
[0065][0066][0067]
机组特性方程推导方法，首先采用c点、100％tha、75％tha、50％tha、30％tha、b点共6个点拟合后求出系数k1、k3。然后用d点求出系数k2。
[0068]
为了实现本实施例的方案，下面进行举例说明：
[0069]
表2某350mw抽凝机组原始输入数据
[0070][0071][0072]
某350mw抽凝机组原始输入数据如表2所示，已知汽轮机功率pe1、蒸汽量d0、工业抽汽量de1之间的表达式为：
[0073]
p
e1
＝k1d0+k2d
e1
+k3[0074]
将抽汽量为0的六个工况点拟合成一条直线，表达式为：
[0075]
p
e1
＝0.3292d0+9.3681
[0076]
因此可以得到：
[0077]
k1＝0.3292
[0078]
k3＝9.3681
[0079]
将最大采暖抽气工况d点代入总表达式，可以得到，解得：
[0080]
310.681＝k1×
1166.8+k2×
500+9.3681
[0081]
k2＝-0.1655
[0082]
因此汽轮机功率pe1、蒸汽量d0、工业抽汽量de1之间的表达式为：
[0083]
p
e1
＝0.3292d
0-0.1655d
e1
+9.3681
[0084]
表3计算验证
[0085]
验证工况de1d0pel标准值相对误差额定抽气11701164.2364.4715366.48-0.55％额定抽气250562186.0987180.5773.06％tha01081.3365.3321365.0340.08％50％tha0514.9178.8732182.536-2.01％75％tha0784.5267.6255273.768-2.24％
[0086]
如表3所示，采用推导出的特性方程进行计算验证，相对误差较小，满足工程应用要求。
[0087]
如表4所示，下面进行机组电功率上下限方程求解。
[0088]
表4计算功率上下限需要增加的输入工况点
[0089][0090]
(1)电功率上限求解方法推导
[0091]
如图4(a)、图4(b)所示，当d
e1min
≤d
e1
≤d
e1max
时，根据相似定理：
[0092][0093]
根据已知条件代入得：
[0094][0095][0096]
表5机组功率上限模型
[0097]
[0098][0099]
根据计算得到的电功率上限，构建机组功率上限模型，如表5所示。
[0100]
(2)电功率下限求解方法推导
[0101]
如图5(a)所示，抽汽量由0到delmax，机组功率下限由b到a到e点，故需要分为b点到a点、a点到e点两个阶段来求机组功率下限值。
[0102]
①
当0≤d
e1
≤d
e1.a
时，根据相似定理：如图5(b)所示，根据已知条件代入得：
[0103][0104][0105]
②
当d
e1.a
≤d
e1
≤d
e1max
时，根据相似定理：如图5(c)所示，根据已知条件代入得：
[0106][0107][0108]
表6机组功率下限模型：
[0109]
[0110][0111]
根据计算得到的电功率下限，构建机组功率下限模型，如表6所示。
[0112]
表7单抽机组电功率上下限实例计算
[0113][0114][0115]
为了实现本实施例的方案，进行了单抽机组电功率上下限实例计算说明，如表7所示。
[0116]
(1)电功率上限求解实例，如图6(a)、图6(b)所示。
[0117]
当d
e1min
≤d
e1
≤d
e1max
时，根据相似定理：
[0118][0119]
根据已知条件代入得：
[0120][0121][0122]
代入得：
[0123]
p
e1max
＝-0.256d
e1
+370.6(0≤d
e1
≤160)
[0124]
(2)电功率下限求解，如图7(a)、图7(b)、图7(c)所示
[0125]
①
当0≤d
e1
≤d
e1.a
时，代入数据得：
[0126]
p
e1min
＝a1＝b1＝105
[0127]
②
当d
e1.a
≤d
e1
≤d
e1max
时，根据相似定理：
[0128][0129]
根据已知条件代入得：
[0130][0131][0132]
代入数据得：
[0133]
p
e1min
＝0.876d
e1
+61.2
[0134]
表8功率上下限方程
[0135][0136]
最终得到功率上下限方程如表8所示。根据功率上下限方程可绘制出机组不同供热量对应机组功率上下限的关系图(图8)。
[0137]
实施例二
[0138]
本实施例提供了一种单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定系统。
[0139]
单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定系统，包括：
[0140]
模型确定模块，其被配置为：确定单抽热电联产抽凝机组的运行工况图和热电机组电功率上下限与抽汽量之间的机组特性方程；
[0141]
系数确定模块，其被配置为：以汽轮机热力系统循环函数法为理论基础，找出单抽热电联产抽凝机组的运行工况图的边界点，确定机组特性方程的系数，得到确定系数的机组特性方程；
[0142]
求解模块，其被配置为：增加功率上下限所需的输入工况点，结合确定系数的机组特性方程，以此确定功率上下限模型，得到功率上下限值，实现热负荷的分配。
[0143]
此处需要说明的是，上述模型确定模块、系数确定模块和求解模块与实施例一中的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例一所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为系统的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。
[0144]
实施例三
[0145]
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例一所述的单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法中的步骤。
[0146]
实施例四
[0147]
本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述实施例一所述的单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法中的步骤。
[0148]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0149]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0150]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0151]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0152]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁
碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random accessmemory，ram)等。
[0153]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法，其特征在于，包括：确定单抽热电联产抽凝机组的运行工况图和汽轮机功率上下限与抽汽量之间的机组特性方程；以汽轮机热力系统循环函数法为理论基础，找出单抽热电联产抽凝机组的运行工况图的边界点，确定机组特性方程的系数，得到确定系数的机组特性方程；增加功率上下限所需的输入工况点，结合确定系数的机组特性方程，以此确定汽轮机功率上、下限模型，得到汽轮机功率上、下限值，实现热负荷的分配。2.根据权利要求1所述的单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法，其特征在于，所述汽轮机功率上下限与抽汽量之间的机组特性方程为：p
e1
＝k1d0+k2d
e1
+k3其中，k1、k2、k3为系数，p
e1
为汽轮机功率，d0为蒸汽量，d
e1
为工业抽汽量。3.根据权利要求1所述的单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法，其特征在于，所述单抽热电联产抽凝机组的运行工况图的边界点包括最小供热进汽量不抽汽工况点、最大进汽量不抽汽工况点、最大进汽量一段抽汽为最大值工况点、30％tha纯凝工况点、50％tha纯凝工况点、75％tha纯凝工况点和100％tha纯凝工况点。4.根据权利要求3所述的单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法，其特征在于，根据最小供热进汽量不抽汽工况点、最大进汽量不抽汽工况点、30％tha纯凝工况点、50％tha纯凝工况点、75％tha纯凝工况点和100％tha纯凝工况点进行拟合，得到k1和k3的值；根据k1和k3的值，结合最大进汽量一段抽汽为最大值工况点，得到k2的值，以此得到确定系数的机组特性方程。5.根据权利要求1所述的单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法，其特征在于，所述增加功率上下限所需的输入工况点包括：可投工业抽汽最小功率工况点和一段抽汽为最大值最小功率工况点。6.根据权利要求1所述的单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法，其特征在于，当确定汽轮机功率上限模型时，根据抽汽量的范围，基于单抽热电联产抽凝机组的运行工况图，采用相似定理，得到汽轮机功率上限模型。7.根据权利要求1所述的单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法，其特征在于，当确定汽轮机功率下限模型时，根据抽汽量的范围，基于单抽热电联产抽凝机组的运行工况图，采用相似定理，得到汽轮机功率下限模型。8.单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定系统，其特征在于，包括：模型确定模块，其被配置为：确定单抽热电联产抽凝机组的运行工况图和热电机组电功率上下限与抽汽量之间的机组特性方程；系数确定模块，其被配置为：以汽轮机热力系统循环函数法为理论基础，找出单抽热电联产抽凝机组的运行工况图的边界点，确定机组特性方程的系数，得到确定系数的机组特性方程；求解模块，其被配置为：增加功率上下限所需的输入工况点，结合确定系数的机组特性方程，以此确定功率上下限模型，得到功率上下限值，实现热负荷的分配。9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法
中的步骤。10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法中的步骤。
技术总结本发明属于热电联产技术领域，提供了一种单抽热电联产抽凝机组运行功率上下限确定方法及系统。该方法包括，确定单抽热电联产抽凝机组的运行工况图和汽轮机功率上下限与抽汽量之间的机组特性方程；以汽轮机热力系统循环函数法为理论基础，找出单抽热电联产抽凝机组的运行工况图的边界点，确定机组特性方程的系数，得到确定系数的机组特性方程；增加功率上下限所需的输入工况点，结合确定系数的机组特性方程，以此确定汽轮机功率上、下限模型，得到汽轮机功率上、下限值，实现热负荷的分配。实现热负荷的分配。实现热负荷的分配。
技术研发人员：李琳 苗井泉 姬锋军 张涛 杜银娟 安越里 吕玉红 苏伟
受保护的技术使用者：山东电力工程咨询院有限公司
技术研发日：2022.07.19
技术公布日：2022/11/1
