[发明专利]空冷发电机组汽轮机运行背压连续优化控制方法及系统

权利要求书

1.一种空冷发电机组汽轮机运行背压连续优化控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

风机模型建立步骤：建立用于确定风机运行方式与冷却介质流量和风机耗电功率之间关系的风机模型；

凝汽器换热模型建立步骤：建立用于确定冷却介质流量、冷却介质温升、冷却介质出口温度、凝汽器饱和温度之间关系的凝汽器换热模型；

背压预测模型建立步骤：根据风机模型和凝汽器换热模型，建立用于确定不同的风机群运行方式与相应的背压之间关系的背压预测模型；

汽轮机热耗率模型建立步骤：建立用于确定汽轮机循环热耗率与发电机组背压之间关系的汽轮机热耗率模型；

优化控制步骤：获取发电机组当前运行参数，根据背压预测模型和汽轮机热耗率模型计算当前发电功率条件下，不同的风机群运行方式下的风机群耗电功率和发电机组燃料消耗率，求得冷源优化控制的最优解。

2.根据权利要求1所述的一种空冷发电机组汽轮机运行背压连续优化控制方法，其特征在于，所述风机模型建立过程具体包括以下步骤：

建立用于确定空冷风机冷却介质流量、风机入口压力、风机的压头和凝汽器换热单元阻力之间关系的流量压力模型，即凝汽器空气动力模型；

建立用于确定空冷风机耗电功率与转速和冷却介质流量之间关系的风机能耗模型；

建立用于确定空冷风机压头与转速和冷却介质流量之间关系的风机空气动力模型；

所述流量压力模型、风机能耗模型和风机空气动力模型共同构成风机模型。

3.根据权利要求2所述的一种空冷发电机组汽轮机运行背压连续优化控制方法，其特征在于，所述背压预测模型建立过程具体包括以下步骤：

计算得到当前冷源损失、当前冷却介质总流量和当前饱和温度；

根据当前冷源损失和当前冷却介质总流量，计算空气温升；

利用凝汽器换热模型，根据当前冷却介质总流量、当前饱和温度和空气温升，计算空冷系统当前入口空气平均温度；

设定一种空冷系统运行方式，在此方式下，根据每台风机的设定转速、每个冷却单元的当前入口压力、换热单元的阻力特性和单台风机的流量模型，分别计算其冷却介质流量，得到冷却介质总流量；

根据冷却介质总流量、当前冷源损失和当前入口空气平均温度，计算预测空气温升、饱和温度和预测背压。

4.根据权利要求3所述的一种空冷发电机组汽轮机运行背压连续优化控制方法，其特征在于，所述计算得到当前冷源损失、当前冷却介质总流量和当前饱和温度具体包括以下步骤：

建立用于确定发电功率和冷源损失之间关系的冷源损失模型，并根据当前发电功率带入冷源损失模型计算当前冷源损失；

设定时变因素表征量为各冷却单元当前入口压力和空冷系统当前入口空气平均温度；

利用风机模型，根据每台风机的当前转速和当前用功功率，分别计算其当前冷却介质流量和该换热单元的入口压力，得到当前冷却介质总流量；

根据当前背压计算当前饱和温度。

5.根据权利要求2所述的一种空冷发电机组汽轮机运行背压连续优化控制方法，其特征在于，所述汽轮机热耗率模型建立过程具体包括以下步骤：

在10℃以下的冷却介质温度条件下和设定的发电功率条件下，通过建立背压散点图，计算获得当前发电功率所对应的阻塞背压；

根据设定的发电功率和阻塞背压之间的关系建立阻塞模型；

根据超临界状态汽轮机循环热耗率和背压之间的关系建立超临界汽轮机循环热耗率模型；

根据亚临界状态汽轮机循环热耗率和背压之间的关系建立亚临界汽轮机循环热耗率模型；

根据当前发电功率和阻塞模型计算阻塞背压，根据当前背压和阻塞背压判断背压处于亚临界、临界或超临界状态；

根据背压所处的状态，选择相应的亚临界汽轮机循环热耗率模型、临界汽轮机循环热耗率模型或超临界汽轮机循环热耗率模型，计算汽轮机循环热耗率。