[发明专利]一种联合循环机组停机过程的负荷优化分配和剩余气量修正计算方法及系统

权利要求书

1.一种联合循环机组停机过程的负荷优化分配和剩余气量修正计算方法，其特征在于，包括步骤：

1）从SIS系统中的PI数据库中调取联合循环机组在设计工况下的负荷和气耗量的停机过程数据，拟合设计工况下的停机耗量特性曲线；

所述的联合循环机组的设计工况为以下参数的工况：大气温度为17.4℃，大气压力为101.1kPa，湿度设定为78.89％，转速为3000r/m，天然气加热器进口温度为15℃，基本负荷389060kW；

所述的联合循环机组在设计工况下的停机耗量特性曲线为下式的分段函数：

式中，a_1i、b_1i、c_1i、a_2i、b_2i、c_2i、C_i为机组i所拟合的耗量特性曲线的参数；f(P_i(t))为机组i在时段t负荷为P_i(t)时刻的气耗量函数；P₃为联合循环机组的解列负荷；P_SteamStop为汽轮机停机结束时，联合循环机组的负荷；P_SteamStart为汽轮机停机开始时，联合循环机组的负荷；P_B为联合循环机组的基本负荷；

2）获取PI数据库中实时实际条件下的大气温度、大气压力和运行小时数的数据，把设计工况下的停机耗量特性曲线，修正到实际工况的停机耗量特性曲线；

3）计算所有机组开始停机优化时的剩余天然气量的上限值和下限值，并计算机组运行的最大负荷；

所述的剩余天然气量的上限值为所有开机机组从当前运行负荷升到基本负荷，然后一起安全停机共需消耗的天然气量；所述的下限值为将全体开机机组从当前负荷马上安全停机共需消耗的天然气量；所述的机组运行的最大负荷为，保证安全停机情况下，机组根据剩余的天然气量升负荷过程中能够升到的最高负荷，如果天然气量充足的话，最大负荷可以升高到基本负荷；

4）单台联合循环机组按照先以最大的升负荷率升负荷运行，接着以最大负荷运行，最后以最大的降负荷率降负荷运行；

5）建立多台机组的停机过程发电量最大的目标函数，对每台运行的机组均采用步骤4)中的方式进行停机；然后计算它们各自的发电量，使得发电量最大的机组采用“升负荷-维持最大负荷-降负荷”方式进行停机，其他机组安全稳定停机；最终，基于目标函数实现多台机组停机过程负荷的优化分配；

所述的发电量最大的目标函数为下式所示：

式中，T₀为停机过程所花时间，h；E为停机过程中所有机组总的发电量，MW.h；N为运行的机组台数；P_i(t)为第i台机组随时间的变化功率，MW；

约束条件如下式所示：

式中，F_s为总的剩余天然气量，10⁴m³；F_m为机组解列所需天然气量，10⁴m³，即保证最后安全停机的天然气量；F为整个停机过程中多台机组的总气耗量，10⁴m³；S_iMaxdown和S_iMaxup分别为最大降负荷率和最大升负荷率，MW/h；f(P_i(t))为机组i在时段t负荷为P_i(t)时刻的气耗量函数；P_i,max为机组运行过程中所允许的最大负荷，P_i,min为机组运行过程中所允许的最小负荷；

如果给定的剩余天然气量F_S大于停机优化计算的上限天然气量F_max与NF_m之和时，所有机组继续按照中调负荷运行消耗F_S-F_max-NF_m的天然气量；如果给定的剩余天然气量F_S小于停机优化计算的下限天然气量F_min与NF_m之和时，剩余的天然气量不能保证所有机组完成安全停机；当F_SF_max+NF_m且F_SF_min+NF_m时，进入优化停机或正常停机过程中；当选择优化停机时，按所述多台机组停机过程优化的流程进行计算；当选择正常停机时，所有机组以当前负荷运行，消耗F_S-F_min-NF_m的天然气量，再以当前负荷消耗所有天然气量，完成正常停机，所有机组在停机过程中消耗的天然气量为F_min+NF_m；

6）根据机组实际运行负荷，代入步骤2)中修正的停机耗量特性曲线，计算实际消耗的天然气，比较实际剩余天然气量和步骤5)计算的剩余天然气量误差，以修正值重复进行步骤5)的停机过程负荷优化分配；所述的联合循环机组在实际工况下修正的停机耗量特性曲线为下式的分段函数：

式中，a_1i、b_1i、c_1i、a_2i、b_2i、c_2i、C_i为机组i所拟合的耗量特性曲线的参数；f(P_i(t))为机组i在时段t负荷为P_i(t)时刻的气耗量函数；P₃为联合循环机组的解列负荷；P_SteamStop为汽轮机停机结束时，联合循环机组的负荷；P_SteamStart为汽轮机停机开始时，联合循环机组的负荷；P_B为联合循环机组的基本负荷；式中，j＝1,2，HC为热耗量，F为气耗量，LHV为实际工况下的天然气低位发热量，LHV_B为设计工况下的天然气低位发热量，f_HC为热耗量修正系数，f_P为功率修正系数，P为实际工况下的功率。