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基于黏菌算法的热电联产机组负荷优化分配

动力工程学报 2022年第4期42卷 380-386页

作者：卫治廷张敏周兴野李培盛德仁李蔚浙江大学能源工程学院杭州310027 中电投东北能源科技有限公司沈阳110179

针对母管制热电联产机组热电分配不合理、能耗高的问题,提出采用黏菌优化算法,以先汽机侧、后锅炉侧的顺序进行负荷优化分配的方法,并通过某“三炉两机”母管制热电联产机组的实际运行数据,对所提方法进行了验证。结果表明:优化后机组... 详细信息

针对母管制热电联产机组热电分配不合理、能耗高的问题,提出采用黏菌优化算法,以先汽机侧、后锅炉侧的顺序进行负荷优化分配的方法,并通过某“三炉两机”母管制热电联产机组的实际运行数据,对所提方法进行了验证。结果表明:优化后机组汽耗率降低了0.063 t/(MW·h),煤耗率降低了0.126 kg/t;在满足供热条件的基础上,通过合理的热电负荷分配,可以降低汽机侧汽耗率和锅炉侧煤耗率,从而实现能量利用效率的最大化。

关键词：热电联产黏菌优化算法负荷特性负荷优化分配低维度优化问题

计及变压器短期急救负载的城市高压配电网负荷优化分配

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电力系统自动化 2023年第19期47卷 106-115页

作者：王强钢郭莹霏莫复雪周念成雷超输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市400044 国网重庆市电力公司市北供电分公司重庆市401147 香港理工大学电机电子工程系中国香港999077

为深度挖掘变压器在N-1故障短时过载工况下的紧急支撑能力,保障城市电网在该工况下的供电可靠性,提出一种计及变压器短期急救负载的城市高压配电网负荷优化分配模型。首先,推导变压器的绕组热点温度、顶层油温参数计算式。在此基础上,... 详细信息

为深度挖掘变压器在N-1故障短时过载工况下的紧急支撑能力,保障城市电网在该工况下的供电可靠性,提出一种计及变压器短期急救负载的城市高压配电网负荷优化分配模型。首先,推导变压器的绕组热点温度、顶层油温参数计算式。在此基础上,引入变压器短期急救负载耐受时间及约束,构建短期急救负载下以负载系数、耐受时间为决策变量的变压器过载能力非线性约束,利用凸包方法将其线性化。结合高压配电网典型拓扑约束、有功功率平衡约束等组成约束集,以变压器短期急救负载耐受时间和最大、110 kV线路开关操作次数及220 kV变压器有功切负荷量最小为目标函数,提出计及变压器短期急救负载的城市高压配电网负荷优化分配模型。该模型为混合整数线性规划问题,采用Cplex工具箱进行求解。最后,通过实际220 kV/110 kV城市电网仿真分析,验证了所提模型的有效性。

关键词：高压配电网 N-1故障短期急救负载转供负荷优化分配凸包

基于改进人工蜂群动态规划的厂级负荷优化分配

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热力发电 2022年第3期51卷 153-158页

作者：李东麟朱建宏王华广胡荣远叶佳威王培红贵州黔西中水发电有限公司贵州黔西551500 国核电力规划设计研究院有限公司北京100095 东南大学能源与环境学院江苏南京210096

针对大规模变负荷条件下燃煤机组负荷优化问题,考虑厂级负荷优化分配的全局性及实时响应需求,提出一种利用改进人工蜂群算法,在离线状态下建立全负荷区间满足动态规划算法需要的顺序优化表,进而利用动态规划中逆序分配的方法实现在线优... 详细信息

针对大规模变负荷条件下燃煤机组负荷优化问题,考虑厂级负荷优化分配的全局性及实时响应需求,提出一种利用改进人工蜂群算法,在离线状态下建立全负荷区间满足动态规划算法需要的顺序优化表,进而利用动态规划中逆序分配的方法实现在线优化分配的算法。该算法能有效完成全负荷区间的负荷优化分配计算,同时降低优化分配的计算复杂性。实例计算表明,在一定的机组负荷步长下,利用改进人工蜂群算法进行离线造表能够减少造表时间,构造的优化顺序表可有效应用于机组实时在线优化,提高机组在不同负荷下运行的经济性。

关键词：人工蜂群算法负荷优化分配动态规划优化顺序表煤耗量经济性

基于聚类的火电机组深度调峰负荷优化分配研究

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热力发电 2023年第9期52卷 48-57页

作者：任燕燕曹惠琳姜海岩喻良胡才宝郭晓桐周怀春中国矿业大学低碳能源与动力工程学院江苏徐州221116 天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

为了给深度调峰工况下火电机组负荷优化分配提供方法指导,分别建立了机组中高负荷与低负荷下的优化分配目标函数,并对不同状态下的负荷优化分配进行了研究。利用k均值聚类算法处理数据,拟合出2台机组中高负荷与低负荷下的煤耗特性曲线;... 详细信息

为了给深度调峰工况下火电机组负荷优化分配提供方法指导,分别建立了机组中高负荷与低负荷下的优化分配目标函数,并对不同状态下的负荷优化分配进行了研究。利用k均值聚类算法处理数据,拟合出2台机组中高负荷与低负荷下的煤耗特性曲线;建立负荷分配目标函数,对比负荷静态分配、增量分配及持续变负荷条件下优化前后的煤耗量;设定深度调峰工况下2台机组总负荷指令,对比负荷平均分配和优化分配2种方案的煤耗量。结果表明:利用基于聚类的煤耗特性曲线建立中高负荷与低负荷下的优化分配目标函数,方法可靠,深度调峰工况下优化效果显著。k均值聚类算法可用于火电机组负荷优化分配,并可为火电机组深度调峰工况下负荷优化分配的研究提供参考。

关键词：深度调峰 k均值聚类负荷优化分配煤耗量

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深溪沟水电站站内实时负荷优化分配

人民长江 2023年第12期54卷 248-253页

作者：钟青祥李佳牟时宇闻昕曾宇轩国家能源集团大渡河流域生产指挥中心四川成都610041 河海大学水利水电学院江苏南京210098

位于大渡河中下游的深溪沟水电站受瀑布沟水电站高强度调峰调频任务的影响,长期存在机组频繁启停、水位陡涨陡落等问题,常规的站内实时负荷优化分配方法难以同时满足计算时效性及电站水位控制、用水效率优化的要求。为实现实时、高效和... 详细信息

位于大渡河中下游的深溪沟水电站受瀑布沟水电站高强度调峰调频任务的影响,长期存在机组频繁启停、水位陡涨陡落等问题,常规的站内实时负荷优化分配方法难以同时满足计算时效性及电站水位控制、用水效率优化的要求。为实现实时、高效和经济的实时负荷分配目标,在保证电站运行要求的前提下提高深溪沟水电站综合效益,提出了一种设置耗水量最小、水位平稳两个运行目标的站内实时负荷优化分配模型,并基于组合思想构建负荷分配总表以解决构建总表时的维数灾问题。用该分配方法对深溪沟水电站2019年1月下旬及7月中旬的实际运行进行分析验证。结果表明:在实现电站运行目标的前提下,在枯水期降低发电耗水量0.21%,减少穿越振动区及启停次数22.2%,在丰水期缩小电站水位波动范围49.74%,减少穿越振动区及启停次数50%。该实时负荷优化分配模型能够有效指导深溪沟水电站实时调度,对类似水电站调度具有较好参考意义。

关键词：调峰调频实时调度厂内经济运行负荷优化分配水电站机组深溪沟水电站

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计及深度调峰与一次调频的风火负荷优化分配

电测与仪表 2023年第1期60卷 1-9页

作者：刘鑫王康平郭相阳曲立楠张巍缪辉国家电网公司西北分部西安710048 中国电力科学研究院有限公司南京210003 上海理工大学上海200093

针对传统机组已经不能满足因新能源渗透率提高而导致的电网调峰和调频需求的大幅增加的问题,文中提出了一种考虑深度调峰与一次调频的风火联合负荷优化分配模型。分析了火电机组的深度调峰能力、一次调频能力与两者之间的关系。在三种... 详细信息

针对传统机组已经不能满足因新能源渗透率提高而导致的电网调峰和调频需求的大幅增加的问题,文中提出了一种考虑深度调峰与一次调频的风火联合负荷优化分配模型。分析了火电机组的深度调峰能力、一次调频能力与两者之间的关系。在三种运行场景下分析了风电机组对一次调频的贡献,分析了风电机组一次调频备用与反调峰特性的联系。建立了风火联合参与调频下最优负荷分配模型以满足经济最优,并引入鲁棒优化模型以考虑风速与负荷的不确定性。仿真中以相同装机容量下30%与50%风电渗透率为例验证模型的有效性,结果表明该负荷分配模型在保证电网的一次调频备用的情况下,一定程度上缓解了电力系统的调峰压力。

关键词：风火联合调度一次调频能力深度调峰负荷优化分配

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基于滚动寻优动态规划的负荷优化分配研究

汽轮机技术 2022年第1期64卷 6-9,15页

作者：叶佳威王培红张苗苗但伟东南大学能源与环境学院能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096 国核电力规划设计研究院有限公司北京100000

针对动态规划算法在负荷优化分配过程中存在的“维数灾”问题,对算法进行改进。在顺序造表阶段,利用前一阶段的优化信息,完成本阶段的优化计算,建立一种滚动的优化计算方法,以滚动寻优代替全域枚举寻优的方式构造负荷优化分配顺序表,再... 详细信息

针对动态规划算法在负荷优化分配过程中存在的“维数灾”问题,对算法进行改进。在顺序造表阶段,利用前一阶段的优化信息,完成本阶段的优化计算,建立一种滚动的优化计算方法,以滚动寻优代替全域枚举寻优的方式构造负荷优化分配顺序表,再将构造好的顺序表用于机组逆序分配。改进后的算法减少了优化计算的计算量,提高了优化计算效率,高效准确地完成机组负荷优化分配任务。以贵州某电厂4台300MW机组和1台660MW机组为例进行计算,验证改进后算法的准确性以及算法改进的有效性。算例结果表明:采用滚动寻优方式可以有效减少优化计算量,减少优化计算耗时,提高计算效率。

关键词：负荷优化分配煤耗量动态规划法滚动寻优

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供热机组灵活性改造及机组负荷优化分配研究

供热机组灵活性改造及机组负荷优化分配研究

作者：卫治廷浙江大学

学位级别：硕士

我国正处于能源结构转型的关键时期,为消纳大规模接入电网的新能源,打破“以热定电”的运行模式,我国北方地区积极实施双背压、电锅炉、蓄热罐等火电机组运行灵活性改造,以提高机组的调节能力及运行效率。这改变了机组原有的热电特性与... 详细信息

我国正处于能源结构转型的关键时期,为消纳大规模接入电网的新能源,打破“以热定电”的运行模式,我国北方地区积极实施双背压、电锅炉、蓄热罐等火电机组运行灵活性改造,以提高机组的调节能力及运行效率。这改变了机组原有的热电特性与热经济性。如何在灵活性改造后进行合理的负荷优化分配成为了众多电厂亟待解决的新问题。针对东北某2×600MW直接空冷机组,本文应用Ebsilon热力学建模组态软件工具,运用“主导因素”建模方法,构建供热系统“源-网-荷-储”仿真模型,实现对供热系统全过程精准仿真;基于模型开展了供热机组的设计计算和变工况计算研究,对比分析了配置蓄热罐、配置电锅炉及进行双背压改造等灵活性调峰技术对抽凝式热电联产机组的热电特性、热经济性等参数的量化影响。在东北电力调峰辅助服务市场、多能源协同控制系统两项区域政策及外界采暖热负荷需求背景下,以经济性为目标函数,结合能量平衡约束、机组运行约束、电锅炉约束、储热约束、新能源消纳约束等建立了机组负荷优化分配的数学模型,在满足安全性以及发电、供热需求的基础上,应用黏菌优化算法对电厂实际运行数据进行寻优计算,对于50%电负荷及以上工况,优化后热耗率可降低1.52%-1.93%;对于50%以下电负荷工况,优化后热耗率可降低0.5%左右,提高了电厂的运行经济性。并基于研究内容,开发了电厂运行监控平台,实现了机组实时运行监测与优化。

关键词：热电联产灵活性改造黏菌优化算法负荷优化分配

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抽凝机组供热扩容改造与负荷优化分配研究

抽凝机组供热扩容改造与负荷优化分配研究

作者：赵俊荣华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

热电联产具有节约能源、改善环境等综合效益,是构建能源节约型社会、助力我国“碳达峰、碳中和”目标实现的重要一环。伴随着国内能源价格的飞速上涨与城镇化建设的进一步加快,部分热电联产机组供热能力不足、节能效果不明显等问题日益... 详细信息

热电联产具有节约能源、改善环境等综合效益,是构建能源节约型社会、助力我国“碳达峰、碳中和”目标实现的重要一环。伴随着国内能源价格的飞速上涨与城镇化建设的进一步加快,部分热电联产机组供热能力不足、节能效果不明显等问题日益突出,对热电联产机组进行供热扩容改造与节能降耗技术研究具有极高的社会效益与实施价值。本文以300 WM抽凝机组为研究对象,基于实际工程项目需要,以节能降耗为主要工作开展原则,对机组供热扩容改造方案进行选择。同时基于改造后的供热模式,对机组热电负荷分配方案开展优化研究,进一步挖掘机组节能潜力,提高全厂经济效益。具体工作如下:（1）以某电厂300MW抽凝机组为例,建立基于Ebsilon软件的热力学仿真模型。计算抽凝机组电热特性参数及主要经济性指标,分析机组供热能力与当地热负荷需求现状,明确机组供热扩容、节能降耗的技术研究方向。（2）以节能降耗作为供热扩容改造方案选取原则,简要分析高背压供热改造、低压缸切除供热改造和加设电锅炉或电热泵等辅助热源的供热扩容改造方案的主要技术特点。就其中高背压供热、低压缸切除供热两种主流工程改造方案经济性指标进行对比,结果表明,基于当地热负荷需求及调峰补贴政策落实情况,相比于低压缸切除供热,高背压供热更符合节能降耗的供热扩容改造技术原则,经济效益更高。同时基于高背压机组运行模式与最佳运行背压两个角度分析了高背压供热机组的运行优化方向,得出高背压机组抽背运行与适当提升机组运行背压均可降低发电热耗率,为电厂运行人员提升机组运行经济性提供理论依据。（3）依据改造后抽凝-高背压联合供热运行方案,基于厂级AGC与单机AGC两种调度模式,分别以机组平均发电煤耗率最小与全厂发电总耗煤量最小作为目标函数,利用遗传算法对目标函数进行求解。经对结果分析后发现:厂级AGC调度模式下,热电负荷全局最优分配方案相较于均分电负荷情况下的热负荷最优分配方案最大节煤潜力可达11.62t/h;单机AGC调度模式下,优先令高背压满发供热,供热能力欠缺时由抽凝机组补足,最后再令高背压机组抽背运行的负荷分配方案经济效益最佳。

关键词：热电联产机组供热扩容改造负荷优化分配节煤效益