火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法和装置与流程

专利2026-08-27  5


本发明涉及电力系统及热力系统分析,尤其涉及一种火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法和装置。


背景技术:

1、双碳目标下,随着电力系统中新能源和电力电子装置的比例日益提高,传统火电机组在新型电力系统中将逐渐转变为“提供可靠容量、调峰调频等辅助服务的基础保障性和系统调节性电源”,同时随着火电机组进行灵活性改造,机组出力大范围调节将愈加频繁。

2、然而火电机组的一次调频能力与机组运行工况密切相关,锅炉热力参数动态响应特性在不同工况下存在明显差异。若锅炉模型在不同工况下采用固定参数进行仿真,将无法准确描述不同工况下一次调频期间锅炉热力参数的动态特性。现有技术大多利用调频动态数据进行参数辨识,难以实时确定当前工况下锅炉模型的参数,会导致对机组一次调频能力在线监测的结果不准确。


技术实现思路

1、本发明提供一种火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法和装置,用以解决现有技术中不能实时确定当前工况下锅炉模型参数的缺陷,实现实时确定当前工况下锅炉模型的参数,从而增加火电机组一次调频能力在线监测结果的准确性。

2、本发明提供一种火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法,包括:

3、获取当前运行工况下汽包锅炉的结构参数及热力参数;

4、根据预先构建得到的汽包锅炉模型得到汽包锅炉稳态模型;

5、根据所述结构参数及热力参数,基于所述汽包锅炉稳态模型确定所述汽包锅炉模型的模型参数;

6、其中,所述模型参数包括工况无关参数和工况相关参数,所述工况相关参数包括烟气对蒸发区传热量、过热区换热单元内烟气向金属管壁传热量、过热区换热器管道阻力系数、过热区换热单元参数和阀门流量系数。

7、根据本发明提供的一种火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法,所述根据所述结构参数及热力参数,基于所述汽包锅炉稳态模型确定所述汽包锅炉模型的模型参数,具体包括:

8、根据稳态时采集的所述热力参数,基于所述汽包锅炉稳态模型计算烟气对蒸发区传热量和阀门流量系数;

9、根据所述热力参数计算过热区换热单元参数;

10、根据所述结构参数及热力参数,基于所述汽包锅炉稳态模型通过迭代计算得到过热区换热单元内烟气向金属管壁传热量和换热器管道阻力系数。

11、根据本发明提供的一种火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法,所述根据所述结构参数及热力参数,基于所述汽包锅炉稳态模型通过迭代计算得到过热区换热单元内烟气向金属管壁传热量和换热器管道阻力系数,具体包括:

12、s1:设定过热区换热单元内烟气向金属管壁传热量和换热器管道阻力系数的迭代值;

13、s2:根据所述热力参数,结合所述汽包锅炉稳态模型中的蒸发区和过热区的连接关系得到过热区入口工质参数;令当前换热单元编号为1;其中,所述过热区入口工质参数包括过热区入口工质的温度、压力和流量;

14、s3:设定当前换热单元内工质的定性温度迭代值,根据所述汽包锅炉稳态模型中的物性方程和稳态换热方程计算换热单元出口工质温度,并得到定性温度计算值;

15、s4:在所述定性温度计算值和所述定性温度迭代值的误差大于预设范围的情况下,跳转步骤s3;在所述定性温度计算值和所述定性温度迭代值的误差小于预设范围的情况下,根据物性方程和流动方程计算下一个换热单元的工质压力;

16、s5:在所述当前换热单元编号未达到当前级换热器的分段数的情况下,将当前换热单元编号数加1,跳转步骤s3;在所述当前换热单元编号达到当前级换热器的分段数的情况下,进一步判断所述当前级换热器是否为末级过热器,若是,则跳转步骤s7;若不是,则跳转步骤s6;

17、s6:更新当前级过热器,根据所述汽包锅炉稳态模型中的减温水特性方程和预先确定的热物性计算库计算更新后的当前级过热器入口蒸汽的温度、压力和流量,跳转步骤s3;

18、s7:将过热器出口工质压力和温度的计算值和所述热力参数中的相关实测值进行对比,若误差大于允许范围,则跳转步骤s1,若误差小于允许范围,则过热区换热单元内烟气向金属管壁传热量和换热器管道阻力系数即为当前迭代值。

19、根据本发明提供的一种火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法,所述汽包锅炉模型是根据描述所述汽包锅炉动态特性的方程构建得到的。

20、根据本发明提供的一种火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法,所述根据预先构建得到的汽包锅炉模型得到汽包锅炉稳态模型,具体包括:

21、将所述汽包锅炉模型中的时间非稳态项设为0,得到所述汽包锅炉稳态模型。

22、根据本发明提供的一种火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法,所述汽包锅炉稳态模型包括蒸发区稳态模型、过热区稳态模型及其联接关系方程。

23、本发明还提供一种用于火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定装置,包括:

24、获取单元,用于获取当前运行工况下汽包锅炉的结构参数及热力参数;

25、模型单元,用于根据预先构建得到的汽包锅炉模型得到汽包锅炉稳态模型;

26、计算单元,用于根据所述结构参数及热力参数,基于所述汽包锅炉稳态模型确定所述汽包锅炉模型的模型参数;

27、其中,所述模型参数包括工况无关参数和工况相关参数,所述工况相关参数包括烟气对蒸发区传热量、过热区换热单元内烟气向金属管壁传热量、过热区换热器管道阻力系数、过热区换热单元参数和阀门流量系数。

28、本发明还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法。

29、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法。

30、本发明还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法。

31、本发明提供的火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法和装置,通过获取当前运行工况下汽包锅炉的结构参数及热力参数;根据预先构建得到的汽包锅炉模型得到汽包锅炉稳态模型;根据所述结构参数及热力参数,基于所述汽包锅炉稳态模型确定所述汽包锅炉模型的模型参数;其中,所述模型参数包括工况无关参数和工况相关参数,所述工况相关参数包括烟气对蒸发区传热量、过热区换热单元内烟气向金属管壁传热量、过热区换热器管道阻力系数、过热区换热单元参数和阀门流量系数。本发明能够实现不同运行工况下汽包锅炉模型参数的在线计算,能够反映模型参数随机组运行工况的变化,适用于对火电机组不同工况下的一次调频能力进行在线监测,从而增加火电机组一次调频能力在线监测结果的准确性。



技术特征:

1.一种火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法,其特征在于,所述根据所述结构参数及热力参数,基于所述汽包锅炉稳态模型确定所述汽包锅炉模型的模型参数,具体包括:

3.根据权利要求2所述的火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法,其特征在于,所述根据所述结构参数及热力参数,基于所述汽包锅炉稳态模型通过迭代计算得到过热区换热单元内烟气向金属管壁传热量和换热器管道阻力系数,具体包括:

4.根据权利要求1所述的火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法,其特征在于,所述汽包锅炉模型是根据描述所述汽包锅炉动态特性的方程构建得到的。

5.根据权利要求1所述的火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法,其特征在于,所述根据预先构建得到的汽包锅炉模型得到汽包锅炉稳态模型,具体包括:

6.根据权利要求1所述的火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法,其特征在于,所述汽包锅炉稳态模型包括蒸发区稳态模型、过热区稳态模型及其联接关系方程。

7.一种用于火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定装置,其特征在于,包括:

8.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法。

9.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法。

10.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法。


技术总结
本发明提供一种火电机组一次调频的汽包锅炉模型参数确定方法和装置,包括:获取当前运行工况下汽包锅炉的结构参数及热力参数;根据预先构建得到的汽包锅炉模型得到汽包锅炉稳态模型;根据所述结构参数及热力参数,基于所述汽包锅炉稳态模型确定所述汽包锅炉模型的模型参数;其中,所述模型参数包括工况无关参数和工况相关参数,所述工况相关参数包括烟气对蒸发区传热量、过热区换热单元内烟气向金属管壁传热量、过热区换热器管道阻力系数、过热区换热单元参数和阀门流量系数。本发明能够实现不同运行工况下汽包锅炉模型参数的在线计算,能够反映模型参数随机组运行工况的变化,从而增加火电机组一次调频能力在线监测结果的准确性。

技术研发人员:孙国辉,徐飞,黄怡涵,陈磊,包永胜,郝玲,徐达睿,陈群,闵勇,宋明岩,陈雁凯,马静波,常东锋,王倩
受保护的技术使用者:华能伊敏煤电有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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