火电机组能耗指标体系构建与经济性诊断研究

数据挖掘技术已广泛应用于传统火电行业的节能优化运行与管理,但目前基于数据挖掘的机组运行优化方法往往缺乏普遍性和实操性,针对少量典型工况挖掘得到的参数目标值,无法给予实际运行机组全面的指导。本文在分析锅炉和汽轮机等主要子系统性能指标影响因素的前提下,建立基于层次划分的火电机组能耗指标体系,提出了数据挖掘与火电机组能耗机理分析耦合的经济性诊断模型,有效提高了输出的鲁棒性。以供电煤耗为例,基于历史数据挖掘的火电机组经济性诊断模型和流程,准确分析出能耗水平高于报警阈70%是由于实时排烟氧量偏离基准值造成的,并给出符合实际工况的调节建议。     

基于B／S架构火电机组运行优化系统的开发应用

文章结合我国火电机组运行管理的实际情况，介绍应用实时信息融合、数据挖掘、专家系统等先进技术开发的一套新的火电机组运行优化系统。该系统以机组实时控制系统为基础，提供了机组性能监测、参数优化、运行分析与指导、设备故障诊断以及节能管理等重要功能模块。系统基于B／S架构，界面友好，组态灵活，可扩展性强。实际应用表明该系统对于加强火电机组的运行管理，提高机组运行的经济性具有重要的工程实用价值。     

基于B/S架构火电机组运行优化系统的开发与应用

文章结合我国火电机组运行管理的实际情况 ,介绍应用实时信息融合、数据挖掘、专家系统等先进技术开发的一套新的火电机组运行优化系统。该系统以机组实时控制系统为基础 ,提供了机组性能监测、参数优化、运行分析与指导、设备故障诊断以及节能管理等重要功能模块。系统基于B/S架构 ,界面友好 ,组态灵活 ,可扩展性强。实际应用表明该系统对于加强火电机组的运行管理 ,提高机组运行的经济性具有重要的工程实用价值。     

火电机组协调控制系统的参数整定和系统仿真研究

本文结合火电厂实际运行要求.利用参数优化方法对火电单元机组协调控制系统的参数进行整定。在此基础上编制了相应的参数优化和系统仿真软件包,通过对实际协调控制系统的参数寻优和仿真表明,本文所提出的整定方法和优化仿真软件包可以普遍适用于整定火电单元机组协调控制系统。     

火电厂热力系统经济运行在线监测系统

热力系统节能是火电厂节能的一个重要环节,对热力系统运行进行在线监测和实时分析是提高火电厂机组运行水平的有效方法。该文介绍的系统不仅可在线监测火电机组热力系统的实际运行状态,而且能够实时诊断其运行经济性的优劣,指导运行人员的操作,以有效地保障机组安全、经济、稳定运行。     

火电厂优化运行一些问题的讨论

为使火电厂优化运行，根据理论分析和电厂运行实际，提出应首先确定单元机组的经济负荷调节方法和电厂低负荷调峰方式，优化运行的目标函数和求解的数字方法，以及建立可靠的运行试验数据，方能进行机组间负荷经济分配。     

基于并行计算的大数据挖掘技术及其在电站锅炉性能优化中的应用

针对传统数据挖掘方法无法胜任与日俱增的海量数据挖掘工作的问题,引入大数据挖掘技术,以粗糙集属性约简方法为基础,对经典K-means聚类算法进行改进,实现其在Hadoop平台的MapReduce框架上的并行化计算,形成满足海量数据挖掘工作的新算法。以某600 MW燃煤发电机组海量运行数据为挖掘对象,采用新算法对典型负荷工况下影响锅炉效率的运行参数进行挖掘,挖掘出可调控机组运行参数的最优目标值。结果表明:新算法可用于锅炉海量运行数据优化目标值的确定,节能减排效果良好,其挖掘出的优化目标值代表了历史最优可达值,可指导锅炉优化运行。     

火电机组运行优化通用软件包的研制

该文介绍了“火电机组运行优化通用软件包”的功能和特点，并结合国内某火电厂７台机组的运行实例示范了其在热电负荷分配及给水分配优化问题中的应用。     

火电机组能耗的数据包络分析方法

在一定负荷条件下,对火电厂各机组煤耗量进行优化控制能够节约成本,有效提高运行的经济性。将数据包络分析理论中含有非阿基米德无穷小的BBC模型用于火电厂生产效率评估,以机组煤耗量为输入量、机组有功功率为输出量,建立了火电机组能耗优化模型。应用一种以数据处理为基础的计算方法对模型进行求解,得出煤耗量最小的机组运行情况。将计算结果与未优化前机组的煤耗量进行对比,验证了所建立模型的合理性和有效性。     

火电机组主要可控参数变化的耗差分析

耗差分析是指分析机组运行中某些参数偏离目标工况时对机组热经济性的影响。对火电机组可控参数变化的煤耗分析,其目的是确定可控参数对机组性能的影响程度,为提高机组的经济运行水平提供科学依据,是实现火电机组节能降耗的必备的基础理论工作之一。通过对火力发电机组重要可控运行参数变化与煤耗的关系的研究,提出了火电机组重要运行参数偏离目标值所引起的煤耗偏差计算模型,此模型可应用于机组运行热经济性在线监测系统。     

Study of operation optimization based on data mining technique in power plants

The determination of operation optimization value is very important for economic analysis and operation optimization in power plants. The operation optimization value determined by traditional methods usually cannot reflect the actual running states correctly in power plants with the increase in running time. Based on a large amount of history data stored in power plants, a way of operation optimization by applying data mining technique is proposed. The structure of operation optimi-zation based on data mining is established and the fuzzy association rule mining algorithm is introduced to find the operation optimization target value to guide the operation in power plants. Based on the actual local data in a 300 MW unit, the operation optimization value in typical load ranges is found out by data mining to provide better adjustment guidance in industry process. Experimental results show that the determination of operation optimization value based on data mining can improve the efficiency and decrease the emission of pollutants. __________ Translated from Journal of Power Engineering, 2006, 26(6): 830–835 [译自: 动力工程]     

基于属性模糊聚类和关联规则的锅炉异常工况分析

针对火电厂锅炉运行过程复杂,而且异常工况难以分析的状况,提出了一种新的分析方法.该方法融合属性模糊聚类和关联规则算法两种数据挖掘技术,利用属性模糊聚类方法建立锅炉各运行参数对类别的不确定性描述,选择出代表性分析参数;利用经典的Apriori算法和改进的关联规则找出这些参数的关系.通过2个超温的实例对该方法进行分析考核.结果表明:它不仅充分利用了电厂DCS系统存储的海量数据,而且可实现故障诊断、运行指导等,并可满足诊断的实时性要求,从而可保证锅炉乃至整个机组的安全运行.     

基于聚焦式模糊聚类算法的数据挖掘故障诊断方法

针对现有的火电厂大型设备故障诊断精度较低的问题，提出一种基于聚焦式模糊聚类算法的数据挖掘故障诊断方法。它采用分段相关分析的方法在火电厂SCADA系统历史数据库查找故障征兆变量，然后利用聚焦式量化算法对故障征兆变量进行离散化，最后应用双向模糊聚类算法找出对应故障类型的关键数据。该方法避免了为诊断故障而附加的专门测试或试验，在降低费用的同时，减少了试验对设备造成的潜在威胁。故障诊断实例表明：其诊断精度在不同的月份介于91％～95％之间，可以满足现场应用的要求。参3     

火电机组回热系统(火用)损分布的通用矩阵方程

根据平衡方程,首次导出了火电机组回热系统损分布的通用矩阵方程。利用这一方程可方便地得出不同机组回热系统的损分布规律,同时这一方程也为建立回热系统乃至整个机组与损分布通用矩阵方程相关的通用的分析模型、经济学分析模型、经济学优化模型和经济学故障诊断模型奠定了基础。利用这一方程还可以方便地开发出实时监测回热系统损分布的计算机程序,为降低机组能耗提供一个实用化的分析工具。图3表1参6     

应用多工质朗肯循环提高火电厂效率

由于水蒸汽的热力性质所限制,常规火力发电厂应用的水蒸汽朗肯循环效率大大地低于同温差下的卡诺循环效率.在现代技术条件下;其效率一般在42%以下,而采用钾-联苯-水蒸汽三工质朗肯循环,或采用钾-水蒸汽二工质朗肯循环可使火电厂热效率提高到50%以上,能节约燃料35%左右,同时也大大地减轻了火力发电厂对环境的各种污染.在多工质朗肯循环中,必须根据各工质的热力学性质优化选择各工质的参数,充分发挥循环特性接近卡诺循环的作用,同时应解决好泄漏问题和选用合适的耐高温材料.在燃料价格及年运行小时较高时,多工质朗肯循环还是有较好的经济性.图3表1参9     

火电机组回热系统[火用]损分布的通用矩阵方程

根据[火用]平衡方程，首次导出了火电机组回热系统[火用]损分布的通用矩阵方程。利用这一方程可方便地得出不同机组回热系统的[火用]损分布规律，同时这一方程也为建立回热系统乃至整个机组与[火用]损分布通用矩阵方程相关的通用的[火用]分析模型、[火用]经济学分析模型、[火用]经济学优化模型和[火用]经济学故障诊断模型奠定了基础。利用这一方程还可以方便地开发出实时监测回热系统[火用]损分布的计算机程序，为降低机组能耗提供一个实用化的分析工具。图3表1参6     

环保与经济相协调的锅炉运行优化控制

根据某200MW单元机组燃煤锅炉热态试验数据,采用人工神经网络建立了电站锅炉运行效率和污染排放的预测模型,并根据电站运行利润最大化和经济环保相协调的要求,提出了3种锅炉运行优化目标。在上述模型和优化目标的基础上,采用遗传算法对试验机组进行2min1次的寻优,实现了问题的实时求解。以上述算法为核心,通过与锅炉机组DCS系统进行双向通信,构成了锅炉运行优化监督控制系统,实现了电站锅炉环保与经济相协调的实时优化控制。图2表3参9     

An option for solar thermal repowering of fossil fuel fired power plants

Global climate change urges immediate measures to be taken to limit greenhouse gas emission coming from the fossil fuel fired power plants. Solar thermal energy can be involved in different ways in existing power generation plants in order to replace heat produced by fossil fuels.Solar field feed water preheating is mainly discussed in this paper as an option for fast and feasible RES penetration. Rankine regenerative steam cycled power plant has been modelled with Thermoflow software. The plant model incorporates also a field with solar Fresnel collectors that directly heats boiler’s feed water. The proposed plant modification yields substantial fossil fuel input reduction. The best results can be obtained when the group of high pressure heaters is replaced and feed water temperature exceeds its original design value. The solar power generation share can reach up to 23% of the power plant capacity in this case, having efficiency higher than 39% for the best solar hour of the year.     

节能调度环境下风电、水电与抽水蓄能电站联合运行优化模型及应用

为吸纳弃风、增加风电并网量,基于节能发电调度办法,以发电产生的燃煤成本、机组启停成本及污染排放成本最小为目标,提出了风电、火电联合运行优化模型和风电、火电与抽水蓄能电站联合运行优化模型。算例分析表明,与选择火电作为风电备用服务相比,当选择抽水蓄能电站作为备用服务时,燃煤发电成本、启停成本及污染排放成本明显降低,弃风被完全消纳。选用抽水蓄能电站作为风电备用服务具有显著的环境效益。