发电厂经济运行与管理-课件3.ppt

1、（三）火电厂经济运行火电厂经济运行预备知识发电经济性-电力生产过程QbQtP 燃料燃料-锅炉锅炉-汽轮机汽轮机-发电机发电机-电能电能 (给水给水,给风给风)()(循环水循环水)预备知识机组：在火电厂中，通常将配套的锅炉、汽轮机和发电机组成的联合体称为机组。早在20世纪就已经提出在并列运行机组间的负荷如何分配的问题，开始人们凭直观认为效率高的机组多带负荷是经济的，后来才从理论上逐渐认识到等微增率原则才是真正的负荷经济分配原则。1.1 锅炉基本特性1.2 标准煤和标准蒸汽1.3 锅炉的经济特性曲线1.1 锅炉基本特性1.1.1 锅炉的分类1.1.2 锅炉的基本参数1.1.1 锅炉的分类按容量分类

2、：大容量锅炉：额定蒸发量大于300吨/小时的锅炉。中容量锅炉：额定蒸发量在100300吨/小时的锅炉。小容量锅炉：额定蒸发量小于100吨/小时的锅炉。按蒸汽参数分类：低压锅炉中压锅炉高压锅炉超高压锅炉亚临界压力锅炉超临界压力锅炉按燃料分类：燃煤炉燃油炉燃气炉1.1.2 锅炉的基本参数锅炉的额定蒸发量：锅炉在安全经济条件下能连续生产的最大蒸发量，单位是吨/小时。锅炉的效率：锅炉在工作过程中，工质（汽和水）吸收的全部热量和输入锅炉内的总热量的比值。发电厂锅炉的效率一般在90%左右。锅炉的经济负荷：对应于锅炉最高效率点的负荷。锅炉的最低负荷：对应于锅炉燃烧稳定且不破坏锅炉正常运行的最小负荷。影响锅炉

3、最低负荷的因素是锅炉构造和燃料品种。1.2 标准煤和标准蒸汽标准煤（标准燃料）：每公斤发热量为29.33106焦耳的燃料原燃料量折算为标准煤量的公式：标准煤耗量（t/h）原燃料耗量（t/h）每公斤原燃料的发热量（J）1千卡=4 185.851820846焦耳1焦耳=0.00023889999999997千卡 6001033.29QBB0BB0Q标准蒸汽：每公斤含热量为26.8105焦耳的蒸汽原蒸汽量折算为标准蒸汽量的公式：标准蒸汽量（t/h）原蒸汽量（t/h）每公斤原蒸汽的含热量（J）每公斤原蒸汽的回热量（J）0i1.2 标准煤和标准蒸汽bi500108.26)(biiDD0DD1.3 锅炉的

4、经济特性曲线1.3.1 锅炉的经济特性1.3.2 锅炉的经济特性曲线锅炉耗热量:用输入热量Qb或者输出热量Qt来表示。锅炉单位耗热量:输入热量与输出热量的比值，Qb/Qt锅炉耗热微增率：锅炉耗热量曲线的导数，dQb/dQt锅炉损失：输入热量与输出热量的差值，Qb=Qb-Qt热锅炉热效率：输出热量与输入热量的比值，=(Qt/Qb)100燃料耗量特性：指燃料耗量B（用标准煤表示）与锅炉负荷D（用标准蒸汽表示）的关系。燃料耗量微增率：燃料耗量特性的导数。物理意义是锅炉增加单位蒸汽负荷时需增加的燃料耗量。1.3.1 锅炉的经济特性dDdBb 1.3.2 锅炉的经济特性曲线锅炉耗热量锅炉耗热量锅炉单位耗

5、热量锅炉单位耗热量锅炉耗热微增率锅炉耗热微增率锅炉热损失锅炉热损失锅炉热效率锅炉热效率QbQb/QtQ=Qt/QbdQb/dQtP1.3.2 锅炉的经济特性曲线燃料耗量特性曲线燃料耗量微增率特性曲线燃料耗量微增率特性曲线汽轮发电机组耗热量：Qt(P)汽轮发电机组耗热率：汽轮发电机组耗热量与输出电功率的比值，qt=Qt/P 汽轮发电机组耗热微增率：汽轮发电机组耗热量对输出电功率的导数，物理意义是增加单位电功率时需增加的汽轮发电机组耗热量，dQt/dP 蒸汽耗量D:指汽轮发电机的蒸汽耗量D蒸汽耗量微增率d：蒸汽耗量D对输出电功率P的导数，物理意义是增加单位电功率时需增加的蒸汽耗量。d=dD/dPQ

6、tPdQt/dPPP汽轮发电机组耗热量曲线汽轮发电机组耗热量曲线：汽轮发电机组耗热率曲线汽轮发电机组耗热率曲线：汽轮机组蒸汽耗量曲线汽轮机组蒸汽耗量曲线不同排汽和进汽压力比时不同排汽和进汽压力比时,汽轮发电机组的蒸汽耗量微增率曲汽轮发电机组的蒸汽耗量微增率曲线线锅炉、汽轮机和发电机组合在一起称为机组，机组的输入量，以单位时间的燃料来衡量，其输出量，用电功率衡量。3.1 机组的经济特性曲线3.2 简化的机组经济特性曲线燃料耗量特性:B-P燃料耗量微增率特性:单位燃料耗量特性:,机组的燃料耗量特性曲线B-P主要用来计算燃料耗量;机组的燃料耗量微增率特性曲线 是用来按经济准则分配并列机组的负荷;机组

7、的单位耗量曲线 主要用来编制机组经济组合计划。3.1 机组的经济特性曲线PdPdBPBPPdPdBP3.2简化的机组经济特性曲线在经济调度程序中，由于调度的目的不同，往往采用不同的表达形式的机组经济调度特性曲线。在较精细的经济负荷分配中，常采用以多段折线表示b-P曲线、多段二次式表示B-P曲线的较准确的表达形式，如图1；在机组的经济组合、水火电协调、联络线交换、经济安全分析和最有潮流中，常常采用线性的b-P曲线和二次的B-P曲线，如图2某些粗略的计算中，有时采用常数的b-P曲线和线性的B-P曲线，如图3图图1 1图图2 2图34.1 等微增率方程4.2 机组间等微增率负荷分配原则4.1 等微增

8、率方程两机系统：两机系统：两机系统等微增率负荷分配两机系统等微增率负荷分配：4.1 等微增率方程两台机的等微增率方程：多级系统的等微增率方程：两台机组按等微增率分配负荷过程：机组间按微增率相等原则按微增率相等原则分配负荷是最经济的。nndPdBdPdBdPdB22112211dPdBdPdB4.2 机组间等微增率负荷分配原则（1）公用母管型的锅炉分场，在锅炉之间分配总蒸汽负荷，绘制锅炉分场等值燃料耗量及其微增率曲线（2）公用母线型发电厂内不同机组间分配全厂总负荷。编制全厂等值燃料耗量及其微增率曲线；（3）忽略网络传输线时，在各电厂之间分配电力系统负荷，编制系统等值燃料耗量及其微增率曲线.5.1

9、 发电厂内经济调度内容5.2 经济功率分配5.3 机组经济组合5.1 经济功率分配:单元机组间经济功率分配;母管式电厂经济分配:-汽轮机分场经济分配;-锅炉分场经济分配.机组经济组合5.1 补充：集中母管制：发电厂所有锅炉的蒸汽引至一根蒸汽母管，再由母管分别引导汽轮机和其他用汽处，这种系统称为集中母管制系统。只有在锅炉和汽轮机容量、台数不配合的情况下，才采用这种系统。5.2 经济功率分配5.2.1 用途5.2.2 经济功率分配模型5.2.1 用途将全厂上网功率分配到各机组;将各机组经济特性合成为全厂经济特性.5.2.1 用途竞价电量经济功率分配机组1机组2机组3PsP1P2P35.2.1 用途

10、 1|2|3|1|2|3|1|2|3 1|2|3 全厂竞价电量机组1机组2机组3经济分配各机组电量PsP1P2P35.2.1 用途合成经济特性合成经济特性经济功率分配机组1机组2机组35.2.1 用途合成经济特性合成经济特性机组经济特性全厂经济特性合成BsPsB3P3B2P2B1P15.2.2 经济功率分配模型目标函数：目标函数：全厂耗热量最少约束条件：约束条件：全厂功率平衡的等式约束条件：机组功率不等式约束条件：minBi(Pi)Pi=PsPi Pi,max (i=1,2,I)Pi Pi,min (i=1,2,I)5.2.2 经济功率分配模型约束条件：约束条件：发电机组升降功率速度约束条件发

11、电机组周期内发电量约束机组启停时间的限制 Pi,t,u=Pi,t Pi,t-1 Pi,t,u,max (i=1,2,I;t=1,2,T)Pi,t,d=Pi,t-1 Pi,t Pi,t,d,max (i=1,2,I;t=1,2,T)Pi,tWi,max；Pi,tWi,min；Pi,t=Wi,0 (i=1,2,I)ton,i,tton,i,min (i=1,2,I;t=1,2,T)toff,i,t toff,i,min (i=1,2,I;t=1,2,T)5.3 机组经济组合5.3.1 用途5.3.2 模型5.3.3 算法5.3.1 用途确定机组启停计划确定机组启停计划机组启停表Unit Commi

12、tment Tablet123机组1011机组21115.3.2 模型模型：模型：运营周期内发电厂全部机组的发电与启动消耗的燃料最少Min t i B0(Pi)+Bst(td)tdBs5.3.3 算法优先级法优先级法：按机组实际运行统计其运行的平均费用，按大小顺序排队,将必开机组排在最底行,刚好能满足系统负荷和备用要求的那一行以下的机组应该开机,那一行以上的机组应该停机。这样使平均运行费用低的机组在周期内多发电,可以期望系统总的运行费用降至最低。动态规划法动态规划法：把机组组合问题看成按时间分段的多步决策过程,即在整个周期范围内确定机组启停过程,寻找各时段间机组状态的最优转移路径。网络流法：网

13、络流法：图论中的一种理论与方法，通过一种非线性规划方法研究网络上的一类最优化问题。5.3.3 算法优先级法机组经济组合优先级法机组经济组合损失曲线G2G1G3B5.3.3 算法动态规划法机组经济组合动态规划法机组经济组合P1P2PsPD(MW)300200100 1 2 3 T(时段)2台机组台机组3时段机组组合例题时段机组组合例题5.3.3 算法动态规划的机组经济组合原理动态规划的机组经济组合原理t=1 2 3S1=1,100S2=1,0 00S3=0,10010 105 50 05 50 010 10 1,1 M=1,1 1,057.5 1,0 91.5 1,1 45.5 0,188.5 1,136.0 1,1124.5 1,034.0 =34.0 0,138.0 =38.0 1,042.5 1,1130.5 0,152.50,190.5 0,140.0 1,1128.55.3.3 算法网络流规划网络流规划机组经济组合机组经济组合 R1,11,11,11,00,11,01,0S0,10,1机组组合问题的网络模型机组组合问题的网络模型谢谢 谢谢 各各 位位！