本发明专利技术提供一种用于燃煤发电厂机组能耗分析方法及系统，涉及能耗分析技术领域，包括获取机组参数，构建守恒方程，通过有限体积法分解守恒方程对应的求解域并生成离散方程组，对所述离散方程组进行求解得到场分布，计算机组中设备对应的黏性熵产率和热熵产率，建立熵平衡方程确定所述设备对应的设备熵产率，进而构建目标函数，结合决策变量求解所述目标函数，得到初始运行方案。基于运行方案生成初始鲸鱼种群，设置多目标优化算法对应的算法参数并计算所述初始鲸鱼种群中每个个体的适应度值，更新个体位置并执行差分进化进行迭代，最终选择最优个体得到最优运行参数。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及能耗分析，尤其涉及一种用于燃煤发电厂机组能耗分析方法及系统。
技术介绍
1、燃煤发电是目前最主要的火力发电方式，在总体发电量中占有很大比重，合理控制燃煤机组的能耗对于提高发电效率、降低运行成本十分重要。
2、传统的能耗分析方法多依赖人工经验，缺乏系统性、科学性，难以对复杂的大型燃煤机组系统进行全面准确分析。现有一些基于数学模型的能耗分析方法，需要大量参数辨识、模型求解等工作，计算量大、精度不高，同时燃煤机组是一个多变量、强耦合的大型复杂系统，其能耗与锅炉参数、涡轮机参数、给水加热系统、空气预热系统等多个子系统密切相关。单独分析某一部分很难准确评估整体能耗水平。
3、因此，需要一种系统化的分析方法及工具，对燃煤机组各个运行工况下的能量流动和损耗情况进行全面评估，制定针对性的优化改进措施。对整个机组系统的能量流动和损耗进行系统模拟分析，为机组节能优化提供理论支持和工具支撑。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供一种用于燃煤发电厂机组能耗分析方法及系统，能够解决现有技术中的问题。
2、本专利技术实施例的第一方面，
3、提供一种用于燃煤发电厂机组能耗分析方法，包括：
4、获取机组参数，基于所述机组参数构建守恒方程，通过有限体积法分解所述守恒方程对应的求解域并生成离散方程组，对所述离散方程组进行求解得到场分布，基于所述场分布计算机组中设备对应的黏性熵产率和热熵产率，建立熵平衡方程确定所述设备对应的设备熵产率；
5、基于所述设备熵产率，以系统总熵产率最小化和能量利用效率最大化为目标，根据实际任务需求设置约束条件并结合负荷调节率和煤质偏差率构建目标函数，结合决策变量求解所述目标函数，得到初始运行方案；
6、基于所述初始运行方案生成初始鲸鱼种群，设置多目标优化算法对应的算法参数并计算所述初始鲸鱼种群中每个个体的适应度值，基于所述适应度值更新个体位置并执行差分进化，重复操作直至达到预设的迭代次数，选择最优个体得到最优运行参数，其中，所述多目标优化算法是基于鲸鱼优化算法和差分进化算法构建的。
7、在一种可选的实施方式中，获取机组参数，基于所述机组参数构建守恒方程，通过有限体积法分解所述守恒方程对应的求解域并生成离散方程组，对所述离散方程组进行求解得到场分布，基于所述场分布计算机组中设备对应的黏性熵产率和热熵产率，建立熵平衡方程确定所述设备对应的设备熵产率包括：
8、获取燃煤发电厂的机组参数，基于所述机组参数，结合热力学第二定律，确定所述机组参数对应的能量守恒方程和动量守恒方程，对于所述能量守恒方程和所述动量守恒方程，通过有限体积法进行空间离散，对控制体积进行积分后基于高斯散度定理得到面积分，基于所述面积分，对所述控制体积的每个边界面进行离散，得到离散方程组；
9、基于所述离散方程组，结合多重网格法构建多层网格，在每个网格层上通过压力链接方程迭代求解所述离散方程组，得到温度场分布，速度场分布和压力场分布；
10、基于求解得到的场分布，结合熵产公式和温度梯度，计算所述控制体积内的黏性熵产率和热熵产率，基于所述黏性熵产率和所述热熵产率，结合机组中不同设备对应的换热量，构建熵平衡方程，求解所述设备对应的设备熵产率。
11、在一种可选的实施方式中，计算所述控制体积内的黏性熵产率和热熵产率如下公式所示：
12、；
13、；
14、其中，sgen，μ表示黏性熵产率，μ表示流体的动力粘度，t表示局部温度，v表示控制体积，表示黏性耗散函数，sgen，q表示热熵产率，k表示导热率，表示温度梯度。
15、在一种可选的实施方式中，基于所述设备熵产率，以系统总熵产率最小化和能量利用效率最大化为目标，根据实际任务需求设置约束条件并结合负荷调节率和煤质偏差率构建目标函数，结合决策变量求解所述目标函数，得到初始运行方案包括：
16、基于所述设备熵产率，遍历机组中的设备并生成系统总熵产率，获取燃烧煤的实际释放能量和理论释放能量，确定能量利用效率；
17、以所述系统总熵产率最小化和能量利用效率最大化为目标，构建所述目标函数，基于机组设备的运行参数限制和安全生产标准，为所述目标函数添加约束条件，获取所述负荷调节率和所述煤质偏差率并作为影响因素添加至所述目标函数；
18、定义系统中的可调整参数，并将所述可调整参数作为决策变量，基于所述决策变量，通过非线性规划求解所述目标函数，得到所述初始运行方案。
19、在一种可选的实施方式中，目标函数如下公式所示：
20、；
21、其中，minf表示目标函数值，sgen，total表示系统总熵产率，β表示能量利用效率权重，η表示能量利用效率，γ表示负荷调节率权重，l表示负荷调节率，δ表示煤质偏差率权重，m表示煤质偏差率。
22、在一种可选的实施方式中，基于所述初始运行方案生成初始鲸鱼种群，设置多目标优化算法对应的算法参数并计算所述初始鲸鱼种群中每个个体的适应度值，基于所述适应度值更新个体位置并执行差分进化，重复操作直至达到预设的迭代次数，选择最优个体得到最优运行参数包括：
23、基于所述初始运行方案，随机生成初始鲸鱼种群，其中，所述初始鲸鱼种群中的每个个体代表一组决策变量，基于预先选择的多目标优化算法，初始化最大迭代次数，交叉概率和缩放因子；
24、对于所述初始鲸鱼种群中的每个个体，计算对应的适应度值，基于所述适应度值，对所述个体根据支配关系进行排序，将被支配的个体排在未被支配的个体之后并根据未被支配的个体生成初代个体集合，选择具有最高适应度值的个体作为初代最优解；
25、对于所述初代个体集合中的每个个体，随机初始化一个对应的探索因子，若所述探索因子大于等于0.5但小于1，则使当前个体向所述初代最优解移动，若所述探索因子小于0.5，则通过螺旋下潜行为对应的位置更新函数对当前个体的位置进行更新，若所述探索因子为1，则随机选择所述初代个体集合中的一个个体并向这一个体移动，计算位置更新后的适应度值并与位置更新前的适应度值进行比较，若位置更新后的适应度值更高，则更新当前个体的位置，否则不进行更新，其中，所述探索因子的取值范围为大于等于0且小于等于1；
26、在所述初代个体集合中随机选择三个不同的个体，对于每一个被选择的个体，基于所述缩放因子生成当前个体对应的变异个体，基于所述交叉概率对所述变异个体进行交叉操作，得到差分个体，计算所述差分个体对应的差分适应度值，将所述差分适应度值与当前被选择的个体的适应度值进行比较，若所述差分适应度值较大，则使用所述差分个体替换当前个体；
27、重复操作直至达到预设的最大迭代次数，选择最后一次迭代产生的差分个体作为最优个体，得到所述最优运行参数。
28、在一种可选的实施方式中，通过螺旋下潜行为对应的位置更新函数对当前个体的位置进行更新如下公式所示：
2本文档来自技高网
...
【技术保护点】
1.用于燃煤发电厂机组能耗分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取机组参数，基于所述机组参数构建守恒方程，通过有限体积法分解所述守恒方程对应的求解域并生成离散方程组，对所述离散方程组进行求解得到场分布，基于所述场分布计算机组中设备对应的黏性熵产率和热熵产率，建立熵平衡方程确定所述设备对应的设备熵产率包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算所述控制体积内的黏性熵产率和热熵产率如下公式所示：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述设备熵产率，以系统总熵产率最小化和能量利用效率最大化为目标，根据实际任务需求设置约束条件并结合负荷调节率和煤质偏差率构建目标函数，结合决策变量求解所述目标函数，得到初始运行方案包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标函数如下公式所示：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述初始运行方案生成初始鲸鱼种群，设置多目标优化算法对应的算法参数并计算所述初始鲸鱼种群中每个个体的适应度值，基于所述适应度值更新个体位置并执行差分进化，重复操作直至达到预设的迭代次数，选择最优个体得到最优运行参数包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过螺旋下潜行为对应的位置更新函数对当前个体的位置进行更新如下公式所示：
8.用于燃煤发电厂机组能耗分析系统，用于实现前述权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至7中任意一项所述的方法。
...
【技术特征摘要】
1.用于燃煤发电厂机组能耗分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取机组参数，基于所述机组参数构建守恒方程，通过有限体积法分解所述守恒方程对应的求解域并生成离散方程组，对所述离散方程组进行求解得到场分布，基于所述场分布计算机组中设备对应的黏性熵产率和热熵产率，建立熵平衡方程确定所述设备对应的设备熵产率包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算所述控制体积内的黏性熵产率和热熵产率如下公式所示：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述设备熵产率，以系统总熵产率最小化和能量利用效率最大化为目标，根据实际任务需求设置约束条件并结合负荷调节率和煤质偏差率构建目标函数，结合决策变量求解所述目标函数，得到初始运行方案包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱珂，柴虎，李黎，吴辰璇，代涛，费盼峰，郭晗，
申请(专利权)人：杭州和利时自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。