[发明专利]一种生物质热电厂机组热负荷多目标优化调度方法

说明书

一种生物质热电厂机组热负荷多目标优化调度方法，同时考虑生物质热电厂机组热负荷优化调度中的生产经济性成本函数和污染物排放成本函数，建立生物质热电厂机组热负荷分配时必须满足的功率平衡约束及功率范围约束，先分别求解生物质热电厂燃料消耗量和污染物排放量的最小值，然后定义多目标理想点非线性规划问题，最后利用数值优化函数fmincon计算得到各机组热负荷。本发明方法的优点是理解简单，通用性强，能同时兼顾生物质热电厂机组热负荷多目标优化调度的经济性目标和污染物排放目标。

技术领域

本发明属于生物质热电联产系统控制领域，涉及一种生物质热电厂机组热负荷多目标优化调度方法。

技术背景

生物质热电厂能够合理处置农林废弃物，不但能解决环境污染问题，改善生态环境，而且能减少资源浪费，优化我国能源供应结构，是国家大力发展的生物质资源化综合利用的一种重要方式。热电厂通常采用“以热定电”，热负荷高低决定了机组的运行负荷，但工业热负荷普遍存在着昼夜波动性大的特点，要求机组负荷也随之调节。在保持用热参数稳定的前提下，多台机组之间的负荷分配将直接影响机组运行效率和经济性。与此同时，在国家“超低排放”环保政策驱动下，生物质热电厂的氮氧化物、硫化物等主要污染物的排放仍需严格控制。为保证生物质热电厂的经济性目标和污染物排放目标，一个关键技术是生物质热电厂机组热负荷多目标优化调度。经过对现有关于生物质热电厂机组热负荷调度方法文献的检索发现，目前生物质热电厂机组热负荷调度方法主要有：传统单目标调度方法、加权多目标调度方法和基于遗传算法和粒子群算法的进化调度方法。传统单目标调度方法是只考虑生物质热电联产经济性目标和污染物排放目标中的其中一个目标，这种方法没有兼顾生物质热电厂经济性目标和污染物排放目标，而且优化结果很保守；加权多目标调度方法通过加权系数将经济性目标和污染物排放目标相加，尽管设计思路简单，但经济性目标和污染物排放目标是相互矛盾的目标，而且具有不同的物理含义，在实际应用中很难选择合理的加权系数；基于遗传算法和粒子群算法的进化调度方法，虽然可以考虑生物质热电厂经济性目标和污染物排放目标，但需要迭代计算上百次，计算过程复杂，缺少对计算过程的可读性。因此，尽管生物质热电厂机组热负荷调度方法研究取得了许多成果，但相关学者和专家对于这个重要难题仍然进行了大量细致地研究和探讨，以满足当前生物质热电厂机组热负荷对经济性目标和污染物排放目标的最佳调度要求。

发明内容

为了克服已有生物质热电厂机组热负荷调度方法的结果保守、计算复杂、不能有效兼顾经济性目标和污染物排放目标的不足，本发明提供一种设计简单、易于操作、能同时兼顾经济性目标和污染物排放目标的生物质热电厂机组热负荷多目标优化调度方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种生物质热电厂机组热负荷多目标优化调度方法，该方法包括如下步骤：

1)、采用燃料消耗量表示生物质热电厂机组热负荷调度的经济性目标，污染物排放量表示生物质热电厂机组热负荷调度的污染物排放目标，记指标I为生物质热电厂的机组总数，建立生物质热电机组的燃料消耗量目标函数和污染物排放量目标函数，分别参见式(1)和式(2)：