[发明专利]用于动力驱动设备选型的蒸汽动力系统建模方法和装置

权利要求书

1.一种用于动力驱动设备选型的蒸汽动力系统建模方法，其特征在于能够从复杂蒸汽动力系统诸多动力驱动设备设计选型方案中，找到让全系统在各个不同工况下整体性能或经济性最佳的设计方案，包括以下步骤：

确定蒸汽动力系统所包含的各设备的性能特征参数，以及所述蒸汽动力系统的工艺参数，其中，所述各设备包括待选型的动力驱动设备和已经固定选型的设备；

根据所述蒸汽动力系统的能量守恒方程、所述蒸汽动力系统的质量守恒方程、所述各设备的能量守恒方程、所述各设备的质量守恒方程以及所述各设备的性能特征参数和所述蒸汽动力系统的工艺参数建立所述蒸汽动力系统的第一非线性数学模型；

根据所述蒸汽动力系统中各处动力驱动功率需求和待选型驱动所处位置的蒸汽管网的压力等级条件，生成供动力驱动设备选型使用的动力驱动设备选型备选方案，并为所述动力驱动设备选型备选方案配置相应的参数；

求解所述第一非线性数学模型，将所述第一非线性数学模型的求解结果和所述动力驱动设备选型备选方案进行线性转化，生成混合整数线性数学模型；

求解所述混合整数线性数学模型，根据所述混合整数线性数学模型的最优求解结果选出满足动力驱动需求的最优动力驱动设备设计方案，并判断所述最优动力驱动设备设计方案是否满足所述蒸汽动力系统的整体性能指标；

如果所述最优动力驱动设备设计方案满足所述蒸汽动力系统的整体性能指标，则根据所述最优动力驱动设备设计方案生成所述蒸汽动力系统的第二非线性数学模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

如果所述最优动力驱动设备设计方案皆无法满足所述蒸汽动力系统的整体性能指标，则跳转执行所述根据所述蒸汽动力系统中各处驱动需求的性能指标和待选型驱动所处位置的蒸汽管网的压力等级条件，生成供动力驱动设备选型使用的动力驱动设备选型备选方案，并为所述动力驱动设备选型备选方案配置相应的参数步骤，对所述动力驱动设备选型备选方案进行调整。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合整数线性数学模型的目标函数为TOC＝TCC+TPC+TEC+TSC，并使目标函数在优化变量的取值范围内达到最小，其中，TOC为年操作费用；TCC为年投资费用；TPC为年用电费用；TEC为年燃料费用；TSC为年蒸汽购买费用；

所述混合整数线性数学模型的限定条件为：

Work(driver)＝sum(n,BV(driver,n))*W(driver,n)，以及

sum(n,BV(driver,n))＝1，

其中，Work(driver)表示待设计的驱动设备的驱动功率需求；BV(driver,n)为开关变量，表示每个待设计的驱动设备的所有待选结构的选取状况；sum(n,BV(driver,n))＝1用来保证优化计算从n个待选结构中选出1个最优设计方案；W(driver,n)表示每个待设计驱动设备的待选结构的做功能力。

4.一种基于动力驱动设备选型的蒸汽动力系统建模装置，其特征在于，包括：

性能参数模块，用于确定蒸汽动力系统所包含的各设备的性能特征参数，以及所述蒸汽动力系统的工艺参数，其中，所述各设备包括待选型的动力驱动设备和已经固定选型的设备；

第一建模模块，用于根据所述蒸汽动力系统的能量守恒方程、所述蒸汽动力系统的质量守恒方程、所述各设备的能量守恒方程、所述各设备的质量守恒方程以及所述各设备的性能特征参数和所述蒸汽动力系统的工艺参数建立所述蒸汽动力系统的第一非线性数学模型；

备选驱动方案确定模块，用于根据所述蒸汽动力系统中各处动力驱动功率需求和待选型驱动所处位置的蒸汽管网的压力等级条件，生成供动力驱动设备选型使用的动力驱动设备选型备选方案，并为所述动力驱动设备选型备选方案配置相应的参数；

整合建模模块，用于根据所述第一非线性数学模型的求解结果和所述动力驱动设备选型备选方案进行线性转化，生成混合整数线性数学模型；

计算和结果判断模块，用于根据所述混合整数线性数学模型的最优求解结果选出满足动力驱动需求的最优动力驱动设备设计方案，并判断所述最优动力驱动设备设计方案是否满足所述蒸汽动力系统的整体性能指标；

第二建模模块，用于当所述计算和结果判断模块的判断结果为所述最优动力驱动设备设计方案满足所述蒸汽动力系统的整体性能指标要求时，根据所述最优动力驱动设备设计方案生成所述蒸汽动力系统的第二非线性数学模型。