一种基于数据驱动的直接空冷机组运行优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数据驱动的直接空冷机组运行优化方法及系统，包括：采集实时运行数据并进行预处理；根据所述实时运行数据构建冷端系统相关数据模型，并对所述数据模型进行训练，得到训练后的数据模型；基于所述训练后的数据模型评估影响直接空冷机组运行状态的因素之间的相互关系；利用寻优算法在所述相互关系的基础上获得最佳背压，实现所述直接空冷机组的运行优化。本发明专利技术能够确保空冷机组安全、经济运行，实现能耗综合最优，并能指导现场运行检修人员对背压控制方案、空冷岛风机转速控制等进行有效的改进和调整，使机组获得良好的调节品质和运行效果。的调节品质和运行效果。的调节品质和运行效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据驱动的直接空冷机组运行优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及能源节能减排的
，尤其涉及一种基于数据驱动的直接空冷机组运行优化方法及系统。

技术介绍

[0002]直接空冷机组的空冷岛风机电耗约占厂用电耗的10％，占总发电量的1～2％。由于火电厂采用朗肯循环，冷端系统的热量损失占比最大，是节能潜力最大的部分。凝汽器运行压力(即背压)的下降有利用汽轮机做功增加，但是也会带来空冷岛风冷电耗的增加。如图1所示，在降低凝汽器运行压力的过程中，当汽轮机组发电功率增量和驱动空冷岛风机的电机功率增量之差取得最大值时的真空度称为最佳真空度，此时的背压称为最佳背压。冷端优化对于提高汽轮机组冷端性能，提升发电机组热经济性，进行节能减排具有重要意义。
[0003]图2展示了直接空冷机组的冷端系统，汽轮机的排汽在空冷岛的换热管束中冷却成液态水，空冷岛具有散热器面积庞大、风机采用变频调速方式且数量众多、空冷系统环境因素敏感性强(主要为环境温度)、机组负荷变化频繁、运行控制复杂等特性。在不同季节，空冷可控背压区间不同、当超出背压合理区间时，其空冷岛电耗增量可能会超出机组发电功率增量。在机组负荷和环境温度一定时，存在一个最佳的空冷风机运行转速。对于已经投运的直接空冷机组，如何在尽可能减少风机出力的同时增加机组的出力，获得空冷机组在不同运行负荷、不同环境温度下的最优空冷岛风机运行方式，提高直接空冷机组运行的经济性，成为亟须解决的问题。
[0004]目前，直接空冷机组的最佳运行背压一般都是通过热力试验确定。热力试验需要有专业资质的电科院或者热工院完成，费用高昂，而且试验过程中不能接受电网调度，发电收益较低。热力试验只能针对少量工况和环境条件工况进行试验，无法做到实时运行操作指导。火电厂直接空冷机组空冷岛普遍存在着背压经济运行缺乏数据支撑和空冷风机转速缺乏实时推荐指导等问题。部分科研单位通过理论分析计算、数值模拟等方式针对空冷岛优化进行了分析研究，但目前落地应用较少，应用效果尚不明显。

技术实现思路

[0005]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0006]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0007]因此，本专利技术解决的技术问题是：现有技术中，热力试验需要有专业资质的电科院或者热工院完成，费用高昂，而且试验过程中不能接受电网调度，发电收益较低，热力试验只能针对少量工况和环境条件工况进行试验，无法做到实时运行操作指导；火电厂直接空冷机组空冷岛普遍存在着背压经济运行缺乏数据支撑和空冷风机转速缺乏实时推荐指导等问题；部分科研单位通过理论分析计算、数值模拟等方式针对空冷岛优化进行了分析研
究，但目前落地应用较少，应用效果尚不明显。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：采集实时运行数据并进行预处理；根据所述实时运行数据构建冷端系统相关数据模型，并对所述数据模型进行训练，得到训练后的数据模型；基于所述训练后的数据模型评估影响直接空冷机组运行状态的因素之间的相互关系；利用寻优算法在所述相互关系的基础上获得最佳背压，实现所述直接空冷机组的运行优化。
[0009]作为本专利技术所述的基于数据驱动的直接空冷机组运行优化方法的一种优选方案，其中：所述实时运行数据包括背压、发电功率、环境温度风机转速以及其他与冷端系统相关的必要参数。
[0010]作为本专利技术所述的基于数据驱动的直接空冷机组运行优化方法的一种优选方案，其中：预处理所述实时运行数据包括，对采集到的原始数据进行值域和时域上的清洗，按照参数的合理范围进行清洗，剔除机组启停等过程中的无效数据；对机组运行过程中的异常状态中的数据，偏离正常工况的离群点，原始测点中的数据漂移，进行判断和清洗；清洗后存储到数据库中；对所述数据库采用动态更新的方式不断剔出旧数据，加入新数据，所述数据库保留的数据期限为最近一年。
[0011]作为本专利技术所述的基于数据驱动的直接空冷机组运行优化方法的一种优选方案，其中：所述冷端系统相关数据模型包括发电功率模型、空冷岛换热模型以及空冷岛电耗模型；所述发电功率模型用于评估不同负荷下背压与发电功率之间的关系；所述空冷岛换热模型用于评估不同发电功率下，空冷岛电耗与背压和环境温度之间的关系；所述空冷岛电耗模型用于评估不同环境温度下的空冷岛电耗和风机转速之间的关系。
[0012]作为本专利技术所述的基于数据驱动的直接空冷机组运行优化方法的一种优选方案，其中：利用不断更新的所述数据库中的数据对所述冷端系统相关数据模型进行定时训练，并不断更新所述冷端系统相关数据模型。
[0013]作为本专利技术所述的基于数据驱动的直接空冷机组运行优化方法的一种优选方案，其中：利用寻优算法在所述相互关系的基础上获得最佳背压包括，基于所述寻优算法构建最佳背压算法：在空冷岛风机的功率和转速的可调度限制下，在凝汽器运行压力5
‑
30KPa范围内，以0.1KPa为间隔对背压进行搜索，以目标函数最小值下的背压值为最佳背压。
[0014]作为本专利技术所述的基于数据驱动的直接空冷机组运行优化方法的一种优选方案，其中：所述目标函数为：发电功率
‑
空冷岛电耗。
[0015]作为本专利技术所述的基于数据驱动的直接空冷机组运行优化方法的一种优选方案，其中：所述冷端系统相关数据模型为AI算法模型，定义所述模型的输入和输出，通过自学习方式构建其关系。
[0016]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种基于数据驱动的直接空冷机组运行优化系统，包括：数据采集模块用于采集实时运行数据；冷端系统数据模型构建模块，与所述数据采集模块相连接，用于构建冷端系统数据模型，所述数据采集模块所采集的数据用于定时训练、更新所述冷端系统数据模型；最佳参数推荐模块，与所述冷端系统数据模型构建模块相连接，用于选取最佳背压。
[0017]本专利技术的有益效果：本专利技术能够确保空冷机组安全、经济运行，实现能耗综合最优，并能指导现场运行检修人员对背压控制方案、空冷岛风机转速控制等进行有效的改进
和调整，使机组获得良好的调节品质和运行效果。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0019]图1为本专利技术一个实施例提供的一种基于数据驱动的直接空冷机组运行优化方法及系统的最佳真空度(背压)示意图；
[0020]图2为本专利技术一个实施例提供的一种基于数据驱动的直接空冷机组运行优化方法及系统的直接空冷机组的冷端系统示意图；
[0021]图3为本专利技术一个实施例提供的一种基于数据驱动的直接空冷机组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数据驱动的直接空冷机组运行优化方法，其特征在于，包括：采集实时运行数据并进行预处理；根据所述实时运行数据构建冷端系统相关数据模型，并对所述数据模型进行训练，得到训练后的数据模型；基于所述训练后的数据模型评估影响直接空冷机组运行状态的因素之间的相互关系；利用寻优算法在所述相互关系的基础上获得最佳背压，实现所述直接空冷机组的运行优化。2.如权利要求1所述的基于数据驱动的直接空冷机组运行优化方法，其特征在于：所述实时运行数据包括背压、发电功率、环境温度风机转速以及其他与冷端系统相关的必要参数。3.如权利要求2所述的基于数据驱动的直接空冷机组运行优化方法，其特征在于：预处理所述实时运行数据包括，对采集到的原始数据进行值域和时域上的清洗，按照参数的合理范围进行清洗，剔除机组启停等过程中的无效数据；对机组运行过程中的异常状态中的数据，偏离正常工况的离群点，原始测点中的数据漂移，进行判断和清洗；清洗后存储到数据库中；对所述数据库采用动态更新的方式不断剔出旧数据，加入新数据，所述数据库保留的数据期限为最近一年。4.如权利要求1所述的基于数据驱动的直接空冷机组运行优化方法，其特征在于：所述冷端系统相关数据模型包括发电功率模型、空冷岛换热模型以及空冷岛电耗模型；所述发电功率模型用于评估不同负荷下背压与发电功率之间的关系；所述空冷岛换热模型用于评估不同发电功率下，空冷岛电耗与背压和环境温度之间的关系；所述空冷岛电耗模型用于评估不同环境温度下的空冷岛电耗和风机转速...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈嘉，郁坤，贲圣峰，王琳，陈松，魏小庆，武爱斌，
申请(专利权)人：朗坤智慧科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：