026]凝汽器換熱模型建立步驟:建立用于確定冷卻介質(zhì)流量、冷卻介質(zhì)溫升、冷卻介質(zhì)出口溫度、凝汽器飽和溫度之間關(guān)系的凝汽器換熱模型；
[0027]背壓預(yù)測模型建立步驟:根據(jù)風(fēng)機(jī)模型和凝汽器換熱模型，建立用于確定不同的風(fēng)機(jī)群運(yùn)行方式與相應(yīng)的背壓之間關(guān)系的背壓預(yù)測模型；
[0028]熱耗率模型建立步驟:建立用于確定汽輪機(jī)循環(huán)熱耗率與發(fā)電機(jī)組背壓之間關(guān)系的汽輪機(jī)熱耗率模型；
[0029]優(yōu)化控制步驟:獲取發(fā)電機(jī)組當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)，根據(jù)背壓預(yù)測模型和汽輪機(jī)熱耗率模型計(jì)算當(dāng)前發(fā)電功率條件下，不同的風(fēng)機(jī)群運(yùn)行方式下的風(fēng)機(jī)群耗電功率和發(fā)電機(jī)組燃料消耗率，求得冷源優(yōu)化控制的最優(yōu)解。
[0030]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明具備有效反映時(shí)變因素的影響、準(zhǔn)確預(yù)測背壓變化、合理處理阻塞背壓問題、準(zhǔn)確預(yù)測冷源系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)組能耗的變化、準(zhǔn)確求解目標(biāo)函數(shù)、在全年任何季節(jié)和氣候條件下都能保證計(jì)算結(jié)果的可靠和準(zhǔn)確、形成理想的光滑變化的并可以隨時(shí)通過試驗(yàn)對(duì)其控制的優(yōu)化性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行驗(yàn)證的理想的數(shù)學(xué)模型和控制效果；成為充分有效的、終極性的、理想的實(shí)用成果；本發(fā)明全面突破了【背景技術(shù)】面臨的實(shí)質(zhì)性的技術(shù)障礙，首次完整實(shí)現(xiàn)了大型發(fā)電廠汽輪機(jī)組真空的連續(xù)優(yōu)化控制的關(guān)鍵技術(shù)，解決了這一歷史性課題。
[0031]本發(fā)明的模型有效跟蹤了主要時(shí)變因素的影響。本發(fā)明對(duì)時(shí)變因素的考慮，首先是通過風(fēng)機(jī)的當(dāng)前數(shù)據(jù)計(jì)算風(fēng)機(jī)入口壓力，再通過當(dāng)前背壓計(jì)算空冷島入口空氣溫度，再利用這些時(shí)變因素?cái)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)時(shí)變因素影響條件下的預(yù)測計(jì)算。保證了在主要時(shí)變因素的影響下所預(yù)測的背壓在當(dāng)前冷源系統(tǒng)運(yùn)行方式下，與實(shí)際當(dāng)前背壓相等，在冷源系統(tǒng)運(yùn)行方式發(fā)生改變的情況下有效跟蹤時(shí)變因素的影響和預(yù)測的準(zhǔn)確性。由于汽輪機(jī)熱耗率特性隨背壓而變化，預(yù)測背壓必須保證在當(dāng)前冷源系統(tǒng)運(yùn)行方式下與當(dāng)前背壓相等，才能得到背壓變化后汽輪機(jī)熱耗率的實(shí)際變化的預(yù)測結(jié)果。
[0032]由于實(shí)際自動(dòng)控制過程中，優(yōu)化計(jì)算總是基于當(dāng)前實(shí)際冷源運(yùn)行方式進(jìn)行，當(dāng)發(fā)電功率、冷卻介質(zhì)溫度等條件和其它時(shí)變因素變化時(shí)，在亞臨界狀態(tài)，本發(fā)明得到的優(yōu)化運(yùn)行解具有較高的準(zhǔn)確性，同時(shí)由于優(yōu)化解是基于當(dāng)前運(yùn)行方式的連續(xù)變化過程，因此當(dāng)優(yōu)化解在亞臨界和臨界狀態(tài)之間變化時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化解的無縫連接和平滑的轉(zhuǎn)換。采用本發(fā)明開發(fā)的冷源連續(xù)優(yōu)化控制軟件不僅可以完成基本的連續(xù)優(yōu)化控制任務(wù)，而且當(dāng)發(fā)電機(jī)組環(huán)境條件、設(shè)備條件等對(duì)真空或冷源有明顯影響的時(shí)變因素出現(xiàn)或變化時(shí)，仍然能夠正常運(yùn)行并起到充分的、連續(xù)的優(yōu)化控制作用。
[0033]本發(fā)明建立的冷源系統(tǒng)流量、功率模型實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)運(yùn)行風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的解析計(jì)算，在所有風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)或轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，都能夠準(zhǔn)確得到流量和功率的解。不僅為冷源系統(tǒng)的靜態(tài)條件下的求解掃平了道路，而且可以實(shí)現(xiàn)在環(huán)境風(fēng)速等條件發(fā)生變化的情況下，根據(jù)功率對(duì)系統(tǒng)條件進(jìn)行反算，得到風(fēng)機(jī)入口壓力，形成冷源系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型系統(tǒng)。而且該模型可以應(yīng)用于任意臺(tái)數(shù)風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的系統(tǒng)。
[0034]對(duì)于不同的發(fā)電機(jī)組，應(yīng)用本發(fā)明可以有效的得到實(shí)際阻塞背壓和汽輪機(jī)循環(huán)熱耗率特性，從而實(shí)現(xiàn)精確的優(yōu)化控制?！颈尘凹夹g(shù)】通常將汽輪機(jī)循環(huán)熱耗率阻塞背壓描述為一段光滑曲線上的極值點(diǎn)，造成汽輪機(jī)循環(huán)熱耗率特性模型的復(fù)雜化，也造成阻塞背壓的測量問題的復(fù)雜化。本發(fā)明將汽輪機(jī)循環(huán)熱耗率的模型分為亞臨界和超臨界兩段，阻塞背壓為兩段曲線的交點(diǎn)，不僅使模型得到簡化，而且經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證已經(jīng)足夠準(zhǔn)確。
[0035]由于采用本發(fā)明開發(fā)的冷源優(yōu)化控制軟件，不僅可以輸出每時(shí)每刻的最優(yōu)真空或背壓，而且可以輸出最優(yōu)電機(jī)轉(zhuǎn)速，該信號(hào)可以用于直接控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，因此應(yīng)用本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)冷源、真空或背壓的連續(xù)優(yōu)化自動(dòng)控制，保證機(jī)組的真空或背壓始終保持在最經(jīng)濟(jì)的優(yōu)化狀態(tài)。
[0036]本發(fā)明不僅能夠最大限度地起到節(jié)能減排的作用，而且可以降低發(fā)電廠的運(yùn)行管理工作負(fù)擔(dān)，提高管理水平和工作效率。
[0037]空冷系統(tǒng)的主要問題在于風(fēng)力、風(fēng)向等氣候條件直接影響冷卻介質(zhì)的流量和溫度，包括風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。而這些影響不能被有效地跟蹤和測量。由于不能確定在環(huán)境條件影響下的冷卻介質(zhì)流量和溫度，導(dǎo)致問題的無從解決。本發(fā)明通過建立完善的風(fēng)機(jī)模型，在將各臺(tái)風(fēng)機(jī)在作為工作機(jī)的同時(shí)當(dāng)作測量裝置。風(fēng)機(jī)的功率可以通過電流、電壓和功率因數(shù)計(jì)算得到。在一定的轉(zhuǎn)速下，風(fēng)機(jī)的流量與功率有確定的關(guān)系。利用空冷系統(tǒng)各臺(tái)風(fēng)機(jī)的狀態(tài)得到難以測量的環(huán)境條件時(shí)變因素，包括風(fēng)機(jī)入口壓力、空氣流量和入口平均溫度等。此方法解決了空冷系統(tǒng)在總風(fēng)量、入口平均溫度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的測量難題。同時(shí)，利用得到的當(dāng)前參數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)速變化后的風(fēng)機(jī)流量和功率，以及發(fā)電機(jī)組背壓的預(yù)測值，很好地解決了空冷系統(tǒng)的在線數(shù)學(xué)模型問題。
[0038]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0039]進(jìn)一步，所述風(fēng)機(jī)模型建立過程具體包括以下步驟:
[0040]建立用于確定空冷風(fēng)機(jī)冷卻介質(zhì)流量、風(fēng)機(jī)入口壓力、風(fēng)機(jī)的壓頭和凝汽器換熱單元阻力之間關(guān)系的流量壓力模型，即凝汽器空氣動(dòng)力模型；
[0041]建立用于確定空冷風(fēng)機(jī)耗電功率與轉(zhuǎn)速和冷卻介質(zhì)流量之間關(guān)系的風(fēng)機(jī)能耗模型；
[0042]建立用于確定空冷風(fēng)機(jī)壓頭與轉(zhuǎn)速和冷卻介質(zhì)流量之間關(guān)系的風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力模型；
[0043]所述流量壓力模型、風(fēng)機(jī)能耗模型和風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力模型共同構(gòu)成風(fēng)機(jī)模型。
[0044]進(jìn)一步，所述背壓預(yù)測模型建立過程具體包括以下步驟:
[0045]計(jì)算得到當(dāng)前冷源損失、當(dāng)前冷卻介質(zhì)總流量和當(dāng)前飽和溫度；
[0046]根據(jù)當(dāng)前冷源損失和當(dāng)前冷卻介質(zhì)總流量，計(jì)算空氣溫升；
[0047]利用凝汽器換熱模型，根據(jù)當(dāng)前冷卻介質(zhì)總流量、當(dāng)前飽和溫度和空氣溫升，計(jì)算空冷系統(tǒng)當(dāng)前入口空氣平均溫度；
[0048]設(shè)定一種空冷系統(tǒng)運(yùn)行方式，在此方式下，根據(jù)每臺(tái)風(fēng)機(jī)的設(shè)定轉(zhuǎn)速、每個(gè)冷卻單元的當(dāng)前入口壓力、換熱單元的阻力特性和單臺(tái)風(fēng)機(jī)的流量模型，分別計(jì)算其冷卻介質(zhì)流量，得到冷卻介質(zhì)總流量；
[0049]根據(jù)冷卻介質(zhì)總流量、當(dāng)前冷源損失和當(dāng)前入口空氣平均溫度，計(jì)算預(yù)測空氣溫升、飽和溫度和預(yù)測背壓。
[0050]進(jìn)一步，所述計(jì)算得到當(dāng)前冷源損失、當(dāng)前冷卻介質(zhì)總流量和當(dāng)前飽和溫度具體包括以下步驟:
[0051]建立用于確定發(fā)電功率和冷源損失之間關(guān)系的冷源損失模型，并根據(jù)當(dāng)前發(fā)電功率帶入冷源損失模型計(jì)算當(dāng)前冷源損失；
[0052]設(shè)定時(shí)變因素表征量為各冷卻單元當(dāng)前入口壓力和空冷系統(tǒng)當(dāng)前入口空氣平均溫度；
[0053]利用風(fēng)機(jī)模型，根據(jù)每臺(tái)風(fēng)機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速和當(dāng)前用功功率，分別計(jì)算其當(dāng)前冷卻介質(zhì)流量和該換熱單元的入口壓力，得到當(dāng)前冷卻介質(zhì)總流量；
[0054]根據(jù)當(dāng)前背壓計(jì)算當(dāng)前飽和溫度。
[0055]進(jìn)一步，所述熱耗率模型建立過程具體包括以下步驟:
[0056]在10°C以下的冷卻介質(zhì)溫度條件下和設(shè)定的發(fā)電功率條件下，通過建立背壓散點(diǎn)圖，計(jì)算獲得當(dāng)前發(fā)電功率所對(duì)應(yīng)的阻塞背壓；
[0057]根據(jù)發(fā)電功率和阻塞背壓之間的關(guān)系建立阻塞模型；
[0058]根據(jù)超臨界狀態(tài)汽輪機(jī)循環(huán)熱耗率和背壓之間的關(guān)系建立超臨界汽輪機(jī)循環(huán)熱耗率模型；
[0059]根據(jù)亞臨界狀態(tài)汽輪機(jī)循環(huán)熱耗率和背壓之間的關(guān)系建立亞臨界汽輪機(jī)循環(huán)熱耗率模型；
[0060]根據(jù)當(dāng)前發(fā)電功率和阻塞模型計(jì)算阻塞背壓，根據(jù)當(dāng)前背壓和阻塞背壓判斷背壓處于亞臨界、臨界或超臨界狀態(tài)；
[0061]根據(jù)背壓所處的狀態(tài)，選擇相應(yīng)的亞臨界汽輪機(jī)循環(huán)熱耗率模型、臨界汽輪機(jī)循環(huán)熱耗率模型或超臨界汽輪機(jī)熱耗率模型，計(jì)算汽輪機(jī)循環(huán)熱耗率。
[0062]進(jìn)一步，所述計(jì)算阻塞背壓的過程具體包括以下步驟:
[0063]在10攝氏度以下冷卻介質(zhì)溫度條件下和設(shè)定的發(fā)電功率條件下，改變冷卻介質(zhì)流量，使汽輪機(jī)工作在四個(gè)以上不同的背壓工作點(diǎn)；
[0064]分別測量所有背壓工作點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的汽輪機(jī)循環(huán)熱耗率；
[0065]所述汽輪機(jī)循環(huán)熱耗率以背壓為橫軸，并以熱耗率為縱軸；獲得汽輪機(jī)循環(huán)熱耗率對(duì)應(yīng)