燃煤电站动态机理模型建模方法技术

本发明专利技术实施方式提供一种燃煤电站动态机理模型建模方法，属于建模仿真技术领域。方法包括：依据燃煤电站的工艺特点，将燃煤电站划分为燃烧设备段、传热设备段、热功转化设备段、流体压缩输运设备段及发电设备段；分别建立燃烧设备段模型、传热设备段模型、热功转化设备段模型、流体压缩输运设备段模型及发电设备段模型；确定各分段模型的输入输出关系，将各分段模型耦合得到燃煤电站的动态机理模型。本发明专利技术通过将电站设备划分为多个区段，针对不同区段采用不同建模方法，较传统建模方法提高了计算精度、减少了计算误差，保持了燃煤电站动态模拟结果的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
燃煤电站动态机理模型建模方法
本专利技术涉及建模仿真
，具体地涉及一种燃煤电站动态机理模型建模方法。
技术介绍
随着信息、通信技术的快速发展，世界工业技术向智能化方向加快发展转型，智能化技术的发展为燃煤电站改变生产运行方式提供了条件。但是，燃煤电站处于复杂的煤质边界、环境参数边界、电网负荷边界条件下，燃煤电站的实际运行过程非常复杂。为提高燃煤电站的智能化运行水平，需要详细准确的掌握燃煤电站的动态特性，因此，需要建立燃煤电站动态机理模型。同时，燃煤电站的机理模型也可以作为燃煤电站的数字孪生体，用于预测燃煤电站的未来行为特征，为燃煤电站的灵活、高效运行提供支撑。因此，燃煤电站动态机理模型是燃煤电站智能化的关键。然而，燃煤电站由锅炉、汽轮机、发电机及管路等各类复杂设备构成，系统强耦合、流程复杂。在建立燃煤电站机理模型时，计算结果的精确度及计算速度之间存在矛盾。因此，如何建立尽可能准确地模拟燃煤电站的动态特性又能简化求解流程的燃煤电站机理模型，是燃煤电站动态特性模拟、智能电站等领域亟待解决的关键技术难题之一。
技术实现思路
本专利技术实施方式的目的是通过将燃煤电站的设备按工艺特点进行归类，分为不同区段，针对不同区段的设备采用不同的建模方法，以解决现有燃煤电站机理模型建模方法计算复杂，计算速度慢的问题。为了实现上述目的，在本专利技术的第一方面，提供一种燃煤电站动态机理模型建模方法，包括：依据所述燃煤电站的工艺特点，将所述燃煤电站划分为燃烧设备段、传热设备段、热功转化设备段、流体压缩输运设备段及发电设备段；对所述燃煤电站进行分段建模，分别建立燃烧设备段模型、传热设备段模型、热功转化设备段模型、流体压缩输运设备段模型及发电设备段模型；依据所述燃煤电站的工艺特点，确定各分段模型的输入输出关系，对所述燃烧设备段模型、传热设备段模型、热功转化设备段模型、流体压缩输运设备段模型及发电设备段模型进行耦合，得到所述燃煤电站的动态机理模型。可选地，所述燃烧设备段模型、热功转化设备段模型、流体压缩输运设备段模型及发电设备段模型采用稳态模型建模得到，所述传热设备段模型采用集总参数法建模得到。可选地，所述传热设备段包括锅炉受热面、回热加热器、凝汽器及冷却塔，所述传热设备段模型的建立方法，包括：分别建立所述锅炉受热面、回热加热器、凝汽器及冷却塔的流动与换热模型。可选地，所述锅炉受热面、回热加热器、凝汽器及冷却塔的流动与换热模型为两相流6方程模型。可选地，所述回热加热器、凝汽器及冷却塔的流动与换热模型的建立方法，包括：将所述回热加热器划分为若干区段，针对每个区段建立流动与换热模型；将所述凝汽器划分为若干区段，针对每个区段建立流动与换热模型；将所述冷却塔划分为若干区段，针对每个区段建立流动与换热模型。可选地，所述锅炉受热面包括：锅炉水冷壁及对流受热面；所述水冷壁包括分别设置在锅炉前、后、左、右墙的第一锅炉水冷壁、第二锅炉水冷壁、第三锅炉水冷壁及第四锅炉水冷壁；所述对流受热面包括若干对流传热设备。可选地，所述锅炉受热面的流动与换热模型的建立方法，包括：分别建立所述第一锅炉水冷壁、第二锅炉水冷壁、第三锅炉水冷壁及第四锅炉水冷壁的流动与换热模型；依据所述锅炉的烟气流程建立所述对流受热面的流动与换热模型。可选地，所述依据所述锅炉的烟气流程建立所述对流受热面的流动与换热模型，包括：将所述锅炉按照烟气温度划分为高温烟气段及低温烟气段；确定处于所述高温烟气段的对流传热设备为第一对流传热设备，确定处于所述低温烟气段的对流传热设备为第二对流传热设备；分别对所述第一对流传热设备及所述第二对流传热设备建立流动与换热模型。可选地，所述分别对所述第一对流传热设备及所述第二对流传热设备建立流动与换热模型，包括：依据所述锅炉中工质和烟气的流动方向将所述第一对流传热设备划分为逆流传热设备及顺流传热设备；分别对所述逆流传热设备、顺流传热设备及第二对流传热设备建立流动与换热模型。可选地，所述分别对所述逆流传热设备、顺流传热设备及第二对流传热设备建立流动与换热模型，包括：针对每个顺流传热设备，将所述顺流传热设备划分为若干区段，针对每个区段建立流动与换热模型；针对每个逆流传热设备，将所述逆流传热设备划分为若干区段，针对每个区段建立流动与换热模型。本专利技术上述技术方案通过将燃煤电站的设备按燃煤电站的工艺特点进行归类，分为不同区段，针对不同区段的设备采用不同的建模方法，以解决现有燃煤电站机理模型建模方法计算复杂，计算速度慢的问题。本专利技术针对不同区段采用不同建模方法，能有效降低燃煤电站动态机理模型的建模难度，提高建模效率，同时，将电站设备划分为多个区段，较传统建模方法提高了计算精度、减少了计算误差，保持了燃煤电站动态模拟结果的可靠性。附图说明附图是用来提供对本专利技术实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施方式，但并不构成对本专利技术实施方式的限制。在附图中：图1是本专利技术实施例提供的燃煤电站动态机理模型建模方法的方法流程图；图2是本专利技术实施例提供的燃煤电站的动态机理模型结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的回热加热器区段划分示意图。附图标记说明具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。如图1所示，在本实施方式的第一方面，提供一种燃煤电站动态机理模型建模方法，包括：S100、依据燃煤电站的工艺特点，将燃煤电站划分为燃烧设备段、传热设备段、热功转化设备段、流体压缩输运设备段及发电设备段；S200、对燃煤电站进行分段建模，分别建立燃烧设备段模型、传热设备段模型、热功转化设备段模型、流体压缩输运设备段模型及发电设备段模型；S300、依据燃煤电站的工艺特点，确定各分段模型的输入输出关系，对燃烧设备段模型、传热设备段模型、热功转化设备段模型、流体压缩输运设备段模型及发电设备段模型进行耦合，得到燃煤电站的动态机理模型。如此，本实施方式上述技术方案通过将燃煤电站的设备按燃煤电站的工艺特点进行归类，分为不同区段，针对不同区段的设备采用不同的建模方法，以解决现有燃煤电站机理模型建模方法计算复杂，计算速度慢的问题。本专利技术针对不同区段采用不同建模方法，能有效降低燃煤电站动态机理模型的建模难度，提高建模效率，同时，将电站设备划分为多个区段，较传统建模方法提高了计算精度、减少了计算误差，保持了燃煤电站动态模拟结果的可靠性。具体地，燃煤电站是各热力设备有机结合构成的，而各热力设备中又存在着流动、换热等热力过程，为准确的描述燃煤电站的动态特性，需要描述各热力过程、热力设备的动态特性。通过对各热力过程、热力设备的精细化建模研究发现，不同热力过程、热力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃煤电站动态机理模型建模方法，其特征在于，包括：/n依据所述燃煤电站的工艺特点，将所述燃煤电站划分为燃烧设备段、传热设备段、热功转化设备段、流体压缩输运设备段及发电设备段；/n对所述燃煤电站进行分段建模，分别建立燃烧设备段模型、传热设备段模型、热功转化设备段模型、流体压缩输运设备段模型及发电设备段模型；/n依据所述燃煤电站的工艺特点，确定各分段模型的输入输出关系，对所述燃烧设备段模型、传热设备段模型、热功转化设备段模型、流体压缩输运设备段模型及发电设备段模型进行耦合，得到所述燃煤电站的动态机理模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃煤电站动态机理模型建模方法，其特征在于，包括：
依据所述燃煤电站的工艺特点，将所述燃煤电站划分为燃烧设备段、传热设备段、热功转化设备段、流体压缩输运设备段及发电设备段；
对所述燃煤电站进行分段建模，分别建立燃烧设备段模型、传热设备段模型、热功转化设备段模型、流体压缩输运设备段模型及发电设备段模型；
依据所述燃煤电站的工艺特点，确定各分段模型的输入输出关系，对所述燃烧设备段模型、传热设备段模型、热功转化设备段模型、流体压缩输运设备段模型及发电设备段模型进行耦合，得到所述燃煤电站的动态机理模型。


2.根据权利要求1所述的燃煤电站动态机理模型建模方法，其特征在于，所述燃烧设备段模型、热功转化设备段模型、流体压缩输运设备段模型及发电设备段模型采用稳态模型建模得到，所述传热设备段模型采用集总参数法建模得到。


3.根据权利要求1所述的燃煤电站动态机理模型建模方法，其特征在于，所述传热设备段包括锅炉受热面、回热加热器、凝汽器及冷却塔，所述传热设备段模型的建立方法，包括：
分别建立所述锅炉受热面、回热加热器、凝汽器及冷却塔的流动与换热模型。


4.根据权利要求3所述的燃煤电站动态机理模型建模方法，其特征在于，所述锅炉受热面、回热加热器、凝汽器及冷却塔的流动与换热模型为两相流6方程模型。


5.根据权利要求4所述的燃煤电站动态机理模型建模方法，其特征在于，所述回热加热器、凝汽器及冷却塔的流动与换热模型的建立方法，包括：
将所述回热加热器划分为若干区段，针对每个区段建立流动与换热模型；
将所述凝汽器划分为若干区段，针对每个区段建立流动与换热模型；
将所述冷却塔划分为若干区段，针对每个区段建立流动与换热模型。


6.根据权利要求5所述的燃煤电站动态机理模型建模方法，其特征在于，所述锅...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔青汝，梁凌，李庚达，刘淼，谢天，王昕，张婷，刘明，严俊杰，
申请(专利权)人：国电新能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11