石化企业变参数蒸汽动力系统的优化设计及运行研究

针对影响蒸汽系统的不确定因素以及不确定性参数问题直接建模求解困难等问题,提出了将不确定性参数在其可行域内进行离散化,将不确定性问题转化为确定性问题的方法,建立了参数不确定条件下的蒸汽动力系统的混合整数线性规划模型(MILP),该模型综合考虑了设备的启停费用,并将锅炉和汽轮机的模型根据实际运行情况进行了合理的线性化。该模型既保证了系统运行优化求解精度,又避免了非线性模型求解困难的问题,并结合工程实例,利用优化软件LINGO求解,得到了经济性和可操作性都较好的运行计划方案,证明了模型的可行性和合理性。     

石化企业蒸汽动力系统优化运行研究

建立了考虑设备启停费用的蒸汽动力系统多周期最优运行的混合整数线性规划模型,并将锅炉和汽轮机的模型根据实际运行情况进行了合理的线性化。利用规划软件LINGO进行优化求解,并通过实例证明了利用建立的模型,得到了合理的优化运行计划,节省了大量的运行成本。     

不确定条件下蒸汽动力系统综合优化研究进展

蒸汽动力系统(SPS)是过程工业生产系统的重要供能系统,为生产过程提供电能、机械能、热能及工艺蒸汽.系统综合优化是实现SPS高效、经济、环保长周期运行的关键技术.系统稳态运行过程中不可避免的面临变化的工艺运行特性、市场供需及环境等不确定性因素,严重影响综合优化方案实施的高效性及鲁棒性.不确定条件下SPS的综合优化方法已经成为系统集成优化的研究热点.本文首先综述了SPS系统中不确定参数的量化及估计方法,包括模糊规划、随机规划及鲁棒优化方法的研究进展,并分析了近十年不确定条件下SPS综合优化问题的研究现状;并对近十年来,SPS的重要系统能源结构综合优化,考虑经济、效率及环境等指标的单目标,及同时考虑多个指标的多目标综合优化研究进行了总结和分析.分析结果表明,集成新能源系统的、多目标、鲁棒SPS的最优结构和运行方案的开发是今后研究的重要方向.     

多周期蒸汽动力系统运行优化研究

结合考虑锅炉效率随负荷的变化,汽轮机作功的非线性以及各设备的启停费用来研究的蒸汽动力系统优化运行问题,并采用改进的遗传算法求解。通过一算例求解结果表明算法可行,模型更切合实际。     

全厂蒸汽动力系统运行优化

针对全厂蒸汽动力系统运行方式上存在资源配置不合理等方面的因素，提高对运行方式进行优化的设想。     

蒸汽动力系统多周期优化运行研究

建立考虑设备启停费用的蒸汽动力系统多周期最优运行的混合整数线性规划模型,并将锅炉和汽轮机的模型根据实际运行情况进行合理的线性化。利用规划软件LINGO进行优化求解,并将所建模型运用到某一石化企业的实例中,得到了合理的优化运行计划,节省了大量的运行成本。     

基于排污权交易的石化企业蒸汽动力系统运行优化研究

针对以往石化企业蒸汽动力系统的节能减排仅局限于企业自身,提出基于排污权交易的蒸汽动力系统多周期运行优化模型。以操作、减排和排污权交易总费用为目标函数,增加排污总量约束,并采用线性变化参数的粒子群优化算法求解,通过企业与企业之间排污权的交易,来达到减排降耗的目的。工程实例研究结果表明,该企业的排污量超过允许排污额度277.86t,如将减排效率提高至91.8%以上,则可将排污权卖出。该模型的提出为企业管理者提供了全新的理论依据。     

多参数耦合的蒸汽动力系统运行稳定性评估方法

为解决多参数耦合情况下蒸汽动力系统整体运行稳定性评估的问题,在基于时间序列分析的单参数运行稳定性评估的基础上,提出了一种蒸汽动力系统整体运行稳定性评估方法。该方法通过分析蒸汽动力系统运行参数的相关性和作用机制,选取相关状态参数建立系统的整体运行稳定性评估指标体系;然后通过引入连接函数（Copula函数）建立稳定性指标计算模型,实现系统在多参数耦合情况下的联合失稳概率和整体运行稳定性指数计算。经实例验证,该方法能够依据监测参数历史数据,相对精确地预测出系统未来一段时间的运行状态,预测精度达到秒级。     

PSOSA算法在蒸汽动力系统运行优化中的应用

为了保证蒸汽动力系统在最优的状态下运行，提出蒸汽动力系统优化的一种新方法——基于模拟退火算法思想的粒子群优化算法（PSOSA），建立了蒸汽动力系统的数学模型，将汽轮机模型进行了合理线性化，该模型保证了系统运行优化求解精度，避免了非线性模型求解的困难。结合某石化企业蒸汽动力系统的实例进行优化操作，得到了操作费用最少的优化运行结果，节省了大量的成本。     

蒸汽动力系统优化技术在中国石化的应用现状

蒸汽动力系统是石化企业的重要组成部分,也是耗能大户,其任务是将一次能源转换成二次能源,为生产过程提供所需动力、电力、热能和蒸汽等公用工程。如何实施全厂蒸汽动力系统的优化,是石化企业节能降耗的重要途径。20世纪80年代至今,以优化计算方法为支撑的蒸汽动力系统的优化研究比较活跃,夹点分析法、顶层分析法、数学规划法以及R-曲线法相继得到广泛应用;与此同时,国内外相继开发出一系列商品化软件。中国石化(SINOPEC)自2007年引进公用工程设计与调度优化软件Site-Int,已在14家下属企业进行了推广应用,获得了良好的节能效果和经济效益。实践表明,蒸汽动力系统优化技术已经成为中国石化生产企业不可缺少的技术支持与辅助工具,可以帮助企业识别蒸汽动力系统存在的操作瓶颈问题,找到节能改造的机会,从而实现节能减排、降本增效的目的。     

Operational planning optimization of multiple interconnected steam power plants considering environmental costs

A multiperiod mixed-integer linear programming (MILP) model for the operational planning of steam power system (SPS) is presented. The objective of the model is to simultaneously minimize the total economic cost and environmental impact. The environmental impact in the present approach is expressed by monetary cost of pollutant abatement technology and environmental charge triggered by pollutant emissions of steam power plants (SPPs) that fire fossil fuels. In addition, simplified operation models of multi-fuel boilers and complex turbines are formulated. Pollutant emission models involving fuel type, fuel composition, burning fashion, and pollutant abatement technology are also developed. A typical industrial SPS consists of multiple interconnected SPPs in a petrochemical complex is used to demonstrate the performance of the proposed method and the formulated model. The optimal operational planning schemes are obtained based on different environmental charge standards reported in literature. Compared to an economic optimization scheme, significant total cost savings and pollutant reductions are achieved simultaneously. In addition, the optimal economic and environmental scheme is quite sensitive to the environmental charge standard.     

Multi-stage stochastic optimization framework for power generation system planning integrating hybrid uncertainty modelling

In this paper, a multi-stage stochastic optimization (MSO) method is proposed for determining the medium to long term power generation mix under uncertain energy demand, fuel prices (coal, natural gas and oil) and, capital cost of renewable energy technologies. The uncertainty of future demand and capital cost reduction is modelled by means of a scenario tree configuration, whereas the uncertainty of fuel prices is approached through Monte Carlo simulation. Global environmental concerns have rendered essential not only the satisfaction of the energy demand at the least cost but also the mitigation of the environmental impact of the power generation system. As such, renewable energy penetration, CO_2,eq mitigation targets, and fuel diversity are imposed through a set of constraints to align the power generation mix in accordance to the sustainability targets. The model is, then, applied to the Indonesian power generation system context and results are derived for three cases: Least Cost option, Policy Compliance option and Green Energy Policy option. The resulting optimum power generation mixes, discounted total cost, carbon emissions and renewable share are discussed for the planning horizon between 2016 and 2030.     

基于风电不确定性模糊量化的综合能源系统规划方法研究

综合能源系统是能源结构转型与发展过程中的关键环节,也是高比例可再生能源并网型能源互联网的具体实现。由于多种能源耦合以及可再生能源不确定性等因素的影响,综合能源系统规划设计对经济性和环保性提出了更高要求。文章提出了考虑风电不确定性的综合能源系统能源供给单元容量协调规划决策方法。首先结合风电不确定性集合的区间数量化方法,建立了基于直觉模糊集的风电不确定性量化模型;然后通过对电力系统、热力系统、天然气系统的能源供给单元经济成本和环境成本进行分析,提出考虑风电不确定性的综合能源系统能源供给单元容量协调规划决策模型及求解方法,最大限度降低综合能源系统经济成本和环境成本,提高风电的并网容量;最后通过算例仿真验证了所提规划方法的正确性和有效性。     

考虑多源负荷不确定性的电力系统安稳风险优化

针对多源负荷的波动性和不确定性影响电力系统安稳运行,导致系统运行可靠性降低等问题,文章提出了一种考虑多源负荷不确定性的电力系统安稳风险优化方法;建立了考虑多源负荷不确定性的电力系统元件停运概率模型;提出了考虑多源负荷不确定性的电力系统安稳风险评估方法、安稳风险评估指标及其评估流程,对多源负荷波动下的电力系统安稳风险进行了评估。以系统运行过程安稳风险最低、负荷削减总量最小和系统经济损失后果最小为目标,建立电力系统安全稳定风险优化模型,对电力系统安稳风险进行优化。文章以IEEE-39节点算例进行仿真,验证了所建立模型的有效性。     

IGCC中蒸汽系统流程与参数综合优化研究

概述作者研究集体相关的研究，包括：突破传统的模拟分析框架，提出IGCC中蒸汽系统流程与参数同步综合的设计优化新思路；基于“能的梯级利用”原理和“流程温区超结构”概念，建立IGCC蒸汽系统综合优化模型；基于大量数值计算与模拟分析，揭示IGCC蒸汽系统热力特性规律等。本研究为IGCC蒸汽系统设计分析提供有实用价值的方法和手段。     

考虑减排措施的蒸汽动力系统结构优选

建立了五种典型的蒸汽动力系统结构,分别是燃烧后带减排措施的普通煤粉炉(带脱硫脱硝系统)热电联产系统(PC+ FGD+ DeNOx系统)、循环流化床锅炉(加石灰石)热电联产系统(CFB系统)、水煤浆锅炉(洗煤)热电联产系统(CWS系统)、燃气-蒸汽联合循环系统(NGCC系统)、整体煤气化联合循环系统(IGCC系统),建立...