1.本发明涉及热电联供机组性能评价技术领域，特别是涉及一种热电联供机组灵活度的综合评价方法。
背景技术：2.随着风电、光伏等可再生能源并网规模逐渐增大，火电机组逐步由电量型电源向调节性电源转变，供暖季时火电机组面临着供暖与调峰双重考验。
3.近年来，许多新的供热改造方法不断出现，并获得了迅速发展，目前最为常见的有中间抽汽供热、高背压供热、光轴供热、切缸供热等。我国燃煤机组热电联供现已进入快速发展时期,为充分挖掘热电联供机组的供热能力与节能潜力，高背压+抽汽联合供热、高压抽汽+低压抽汽联合供热等方案被广泛采用。
4.但是热电联供机组采用以热定电运行时，其电负荷调节范围受到热负荷限制。然而当下缺少统一的、定量的指标衡量热电联供机组在不同供热方案下的供热与调峰灵活性能的。使用一种评价灵活度的指标，可以对热电联供机组运行质量进行评估、比较机组改造前后热电联供灵活的变化情况；电网也可以使用灵活度指标对热电联供系统进行评价，为供暖季调度热电联供机组电负荷提供参考。
技术实现要素：5.本发明目的是针对背景技术中存在的现有技术中缺少统一的、定量的指标衡量热电联供机组在不同供热方案下的供热与调峰灵活性能的问题，提出一种热电联供机组灵活度的综合评价方法。
6.本发明的技术方案，一种热电联供机组灵活度的综合评价方法，包括以下步骤：
7.1、获取热电联供机组设计数据和供暖季运行数据；
8.2、对1中的数据进行预处理，剔除明显错误工况点，并以机组运行参数为边界进行稳态识别，以获得机组稳定工况点；
9.3、根据2中获得的机组稳定工况点的数据，绘制机组热电负荷可行域；
10.4、采用定积分法计算机组热电可行域面积，并根据灵活度定义式：
[0011][0012]
计算得到热电联供机组在该供热方案下的灵活度；
[0013]
其中，s为机组灵活度；p
max
(g)、p
min
(g)为供热量g下机组最大、最小电功率函数，g
max
、g
min
为机组最大、最小供热量，p
max
为机组最大电功率。
[0014]
优选的，1中所述的机组设计数据包括机组设计电功率、设计供热压力、汽轮机最大进汽量、锅炉最小蒸发量和低压缸最小凝汽量。
[0015]
优选的，1中所述的机组供暖季运行数据包括背压、电功率、主汽流量、主汽压力、
主汽温度、供热抽汽压力、供热抽汽温度、供热抽汽流量、抽汽回水压力和抽汽回水温度。
[0016]
优选的，2中明显错误工况点为参数缺失的工况点或超出机组设计范围的工况点。
[0017]
优选的，2中稳态识别的具体步骤为：
[0018]
21、对筛选后的运行参数计算在特定时间段内标准差，剔除标准差大于给定阈值的不稳定工况点，在机汽轮机设计电功率为600mw、最大进汽量 1999.445t/h、锅炉最小蒸发量599.83t/h、低压缸最小凝汽量350t/h、高背压凝汽器最大供热容量490mw的情况下：时间段长短根据机组主汽流量和主汽压力动态特性确定为600秒；选择影响发电功率和供热量的主要运行参数，为机组背压、电功率、主汽流量、主汽压力、主汽温度、供热抽汽压力、供热抽汽温度、供热抽汽流量、抽汽回水压力、抽汽回水温度；根据各参数的随时间的变化程度和参数的热工测量误差范围确定各阈值为，背压阈值为1kpa，电功率阈值为 10mw，主汽流量阈值为15t/h，主汽压力阈值为额定主汽压力的5％，主汽温度阈值为2℃，供热抽汽压力阈值为额定抽汽压力的5％，供热抽汽温度阈值为2℃，抽汽流量阈值为额定抽汽流量10％；在机组容量减少或增加的情况下：时间段长短根据机组主汽流量和主汽压力动态特性缩短或增加，但选择的时间段长短需大于等于机组受到扰动后达到稳态的时间；在运行数据缺失或需要额外运行参数来反映机组运行的情况下：运行参数可根据上述列出的运行参数减少或增加，但选择的运行参数需反映机组当前发电功率和供热量；在运行参数动态特性改变或热工测量误差改变的情况：阈值范围可根据上述范围增加或缩短，但选择的阈值范围需保证机组在该时间段内处于稳态；
[0019]
22、使用21中所述的时间段内运行参数的均值代表该时间段内机组稳态工况点。
[0020]
优选的，3中绘制机组热电负荷可行域，根据热电负荷散点图上稳态工况点分布状态确定最大可行域范围。
[0021]
与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：
[0022]
1、本发明使用了电厂数据库中丰富的历史运行数据，达到了简便易行的效果；与现有技术的优点在于无需额外性能试验或其他技术手段来确定机组运行特性；大大节约了时间。
[0023]
2、本发明使用了无量纲指标，达到了定量表示热电联供机组的供热与调峰灵活性能的效果；与现有技术的优点在于不受机组型号和供热方案的限制，可用于比较热电联供机组在不同供热方案下的供热与调峰灵活度，输出指标更精确。
附图说明
[0024]
图1为本发明提供的热电联供机组灵活度的综合评价方法的流程图。
[0025]
图2为本发明实施例中稳态判别前机组电功率图。
[0026]
图3为本发明实施例中稳态判别后机组电功率图。
具体实施方式
[0027]
实施例1
[0028]
实施例中热电联供机组具体情况如下：亚临界、单轴、一次中间再热、三缸四排汽、高背压乏汽和中排抽汽两级加热。
[0029]
本发明提出的一种热电联供机组灵活度的综合评价方法具体如下：
[0030]
步骤1：从机组设计数据中获取汽轮机设计电功率为600mw、最大进汽量 1999.445t/h、锅炉最小蒸发量599.83t/h、低压缸最小凝汽量350t/h、高背压凝汽器最大供热容量490mw等热电耦合边界条件参数；从机组运行数据库中获取机组供暖季时的历史运行数据，包括机组背压、电功率、主汽流量、主汽压力、主汽温度、供热抽汽压力、供热抽汽温度、供热抽汽流量、抽汽回水压力、抽汽回水温度。
[0031]
步骤2：剔除步骤1获得的数据中的错误工况点，评判标准为参数缺失或明显超出机组设计范围。然后对处理后的数据进行稳态识别，具体步骤为：设定时间窗口δt和标准差阈值ξ，依次计算机组背压、电功率、主汽流量、主汽压力、主汽温度、供热抽汽压力、供热抽汽温度、供热抽汽流量、抽汽回水压力、抽汽回水温度，在时间窗口内的数据值的均值和标准差δ，剔除标准差的工况，然后以时间窗口内各工况均值作为稳态工况点。
[0032]
其中xi为时间窗口δt内第i个参数在某时刻的数值，为时间窗口δt内第i 个参数的均值，n为时间窗口δt内工况点数量，t为某时间窗口起始时间戳。
[0033]
本实施例中，背压阈值为1kpa，电功率阈值为10mw，主汽流量阈值为15t/h，主汽压力阈值为额定主汽压力的5％，主汽温度阈值为2℃，供热抽汽压力阈值为额定抽汽压力的5％，供热抽汽温度阈值为2℃，抽汽流量阈值为额定抽汽流量10％。经过上述处理前后的电功率变化情况如图2和图3所示，由图可知，经过稳态识别后机组电功率减少了剧烈波动部分。
[0034]
步骤3：综合上述热电耦合边界条件、大量稳态工况数据及相关经验，将机组电功率p和供热量g平面上稳态工况点密集区域使用线段包围为一个连续的多边形区域，即热电负荷可行域。本实施例中可行域边界工况点如表1所示。
[0035]
步骤4：根据不同供热量下对应的最大、最小电功率函数，采用定积分法分段计算机组热电可行域面积，本实施例中可行域面积p
max
＝595.35mw，g
max
＝1020.53mw，根据灵活度定义式计算得到机组灵活度s＝0.165。
[0036]
表1可行域边界工况点
[0037][0038]
通过本发明提出的无量纲评价指标可以定量反映热电联供机组在不同供热方案下的供热与调峰灵活程度。
[0039]
上述仅为本发明的优选实施例，不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所述技术方案进行修改，或对其部分计数特征进行同等替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护范围内。
技术特征：1.一种热电联供机组灵活度的综合评价方法，其特征在于，包括以下具体步骤：s1、获取热电联供机组设计数据和供暖季运行数据；s2、对s1中的数据进行预处理，剔除明显错误工况点，并以机组运行参数为边界进行稳态识别，以获得机组稳定工况点；s3、根据s2中获得的机组稳定工况点的数据，绘制机组热电负荷可行域；s4、采用定积分法计算机组热电可行域面积，并根据灵活度定义式：计算得到热电联供机组在该供热方案下的灵活度；其中，s为机组灵活度；p
max
(g)、p
min
(g)为供热量g下机组最大、最小电功率函数，g
max
、g
min
为机组最大、最小供热量，p
max
为机组最大电功率。2.根据权利要求1所述的一种热电联供机组灵活度的综合评价方法，其特征在于，s1中所述的机组设计数据包括机组设计电功率、设计供热压力、汽轮机最大进汽量、锅炉最小蒸发量和低压缸最小凝汽量。3.根据权利要求1所述的一种热电联供机组灵活度的综合评价方法，其特征在于，s1中所述的机组供暖季运行数据包括背压、电功率、主汽流量、主汽压力、主汽温度、供热抽汽压力、供热抽汽温度、供热抽汽流量、抽汽回水压力和抽汽回水温度。4.根据权利要求1所述的一种热电联供机组灵活度的综合评价方法，其特征在于，s2中明显错误工况点为参数缺失的工况点或超出机组设计范围的工况点。5.根据权利要求1所述的一种热电联供机组灵活度的综合评价方法，其特征在于，s2中稳态识别的具体步骤为：s21、对筛选后的运行参数计算在特定时间段内标准差，剔除标准差大于给定阈值的不稳定工况点，时间段长短和阈值标准根据机组实际情况和参数类型确定；s22、使用s21中所述的时间段内运行参数的均值代表该时间段内机组稳态工况点。6.根据权利要求1所述的一种热电联供机组灵活度的综合评价方法，其特征在于，s3中绘制机组热电负荷可行域，根据热电负荷散点图上稳态工况点分布状态确定最大可行域范围。
技术总结本发明涉及热电联供机组性能评价技术领域，特别是涉及一种热电联供机组灵活度的综合评价方法，包括获取热电联供机组设计数据和供暖季运行数据；对数据进行预处理，剔除明显错误工况点，并以机组运行参数为边界进行稳态识别，以获得机组稳定工况点；根据稳态数据绘制机组热电负荷可行域；采用定积分法计算机组热电可行域面积，并根据灵活度定义式计算得到热电联供机组在该供热方案下的灵活度；本发明使用了无量纲指标，达到了定量表示热电联供机组的供热与调峰灵活性能的效果；与现有技术的优点在于不受机组型号和供热方案的限制，可用于比较热电联供机组在不同供热方案下的供热与调峰灵活度，输出指标更精确。输出指标更精确。输出指标更精确。
技术研发人员：曹越 司风琪 胡慧
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.07.08
技术公布日：2022/11/1
