发电厂节能调度系统的研究与开发技术总结报告.doc

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1、密 级 检索号 浙江省电力试验研究院科学技术文件发电厂节能调度系统的研究与开发技术总结报告二一年九月发电厂节能调度系统的研究与开发技术总结报告编写者： 审核者： 审批者： 批准者： 工作人员：浙江浙能长兴发电有限公司：张锡根 程光坤 瞿潇 王志强林贤良 李顺芳浙江省电力试验研究院：童小忠 吴文健 董益华浙江省电力公司调度通信中心：郭锋 卢敏 目 录1 前言12 系统结构22.1 硬件结构22.2 软件结构43 功能模块63.1 数据预处理63.2 节能调度73.3 开环调度提示133.4 机组特性曲线修正133.5 投入/切除173.6 负荷平衡173.7 数据显示及调用183.8 系统维护1

2、84 原有系统的改造194.1 DCS侧的改造194.2 调度自动化系统侧的改造204.2.1与AK1703通讯单元相关的改造214.2.2与指令下发系统相关的改造225 系统投运情况235.1 功能测试以及试运行测试235.2 经济性测试346 总结37附表1 发电厂节能调度系统与DCS通讯清单（硬接线）附表2 发电厂节能调度系统与AK1703通讯清单（软通讯）附表3 发电厂节能调度系统与指令下发系统通讯清单（软通讯）附表4 发电厂节能调度系统与SIS接口机通讯清单（软通讯）摘 要 本研究项目针对当前拥有多台机组的火电厂在全厂总负荷变化的情况下如何在各机组间科学、经济的分配发电负荷，提出了实

3、际可行的、具有节能优势的优化调度方案，开发了与当前调度系统无缝连接、实时计算、闭环控制、连续运行的发电厂节能调度系统，从而可明显提高电厂运行经济性，减小因参与“调峰”而造成的额外经济损失。本文详细介绍了系统的背景情况、系统结构、技术思路和经济社会效益。关键词 节能调度 厂级调度 总结报告1 前言电网调度自动化系统是是现代电网控制的一项基本和重要功能，是建立在能量管理系统（EMS）和发电厂机组控制系统间闭环控制的一种先进技术手段，其将入网机组分成三种运行状态：负控机组，根据超短期实时调度系统的指令带出力的机组；AGC机组，根据主站AGC系统的下发指令带出力的机组；电话调度机组，根据省调调度员的电

4、话指令带出力的机组，随着电网调度自动化系统的投入运行，要求每台机组协调控制系统能接受单台机组的负荷指令信号（实时负荷指令或288点日负荷曲线），构成了直调方式下的机组级自动化控制系统，大大提高了电网的频率质量。但是，这种机组级的调度方式在提高电网的频率质量同时也存在不足之处，机组级调度方式对厂内机组间的经济性能差异考虑不够细致，其负荷指令只到单台机组，因调频需要增减负荷时其指令增量在各机组间的分配往往是根据机组上下可调裕量、年度发电完成率、实际负荷与计划负荷的偏差比例、合同电价等原则来分配负荷，调度侧由于缺乏厂内各机组的经济特性数据而不能有效的做到厂内各机组经济、节能的调度。节能减排是国家发展

5、的约束性指标，降低煤耗率是火力发电厂生存的客观需要，厂网分开后发电厂作为了一个独立的经济实体，为了保持长足的竞争力迫切需要优化生产、提高生产效率、优化资源配置，在电网允许的条件下自然要追求经济效益，因此，开展机组级调度转变为厂级调度的研究显得比较有意义，尤其是随着600MW以上大容量机组陆续投运的影响，各发电厂的机组平均负荷率进一步下降的情况下，厂级调度相比于机组级调度取得的经济效益将更加明显。另一方面，火电机组及辅助设备的运行特性理论、现代优化理论和数学方法、先进的计算机软硬件技术和网络技术的发展，日趋完善的机组协调控制技术以及机组级自动调度水平，也为厂级调度的实现提供了很好的基础。据以上情

6、况，浙能长兴发电有限公司、省电试院、省调通中心联合成立“发电厂节能调度系统”项目领导小组、工作小组，在充分消化吸收国内外相关资料的前提下，以浙能长兴发电有限公司（由四台300MW燃煤机组组成）为试点对象，对目前的机组级调度改为厂级调度做出积极的尝试，研究与开发了“发电厂节能调度系统”，该系统接受四台机组的调度单机指令后，在系统内部根据机组的调度模式（AGC模式、负控模式、电话调度模式）进行分组累加，然后考虑各方面的约束条件，在满足电网调度对升降负荷速率要求的前提下，按照最优化原则在组内进行并列运行机组间负荷的节能调度分配，分配结果送至机组协调控制系统执行，调度方式由原先的机组级调度变化为厂级调

7、度。2 系统结构 系统在设计时除了考虑系统功能要求外，还着重考虑了系统安全性、可靠性以及实施的可行性。2.1 硬件结构系统结构简图如图1所示，服务器为高性能IBM服务器，PLC卡件采用GE系列产品，服务器接受各方数据后，进行节能调度优化计算，结果由硬接线送至各DCS协调控制系统，图2为安装在现场的机柜正反面照片。图1 发电厂节能调度系统结构简图 图2 发电厂节能调度系统现场机柜正/反面由图1可看出，系统共有四个通讯接口：与DCS的硬接线通讯；与AK1703的软接口通讯（104规约，OPC通讯）；与省调指令下发系统间的软接口通讯；与SIS接口机的软通讯接口（OPC通讯，辅助数据）。与DCS的硬接

8、线通讯内容：厂级调度指令及其返回值、允许投入信号、投入信号、RB动作信号、汽机跳闸信号、远方控制投入信号，详见附表1。与AK1703的软接口通讯内容：机组有功上下限、机组有功可调速率、机组有功功率、机组有功指令、厂级调度指令、厂级调度投入情况、负控总指令返回值，详见附表2。与省调指令下发系统的软接口通讯内容：机组有功指令、机组指令状态信息，详见附表3。与SIS接口机的软通讯接口内容：主汽温度、再热汽温、排汽温度、冷再压力、热再压力、凝汽器真空、减温水流量、主汽流量、发电机功率、功率因数、厂用电功率、排烟温度等，详见附表4。系统设计不但综合考虑了各方面的实际情况，还对发电厂节能调度系统的实施提供

9、了充足的安全措施及保障：省调通中心至电厂的负荷指令仍沿用原有信道发送至电厂侧远方终端单元，再通过远方终端单元送至发电厂节能调度系统进行节能调度计算，发电厂节能调度系统将系统投运状态等参数上传至调度。远方终端单元（AK1703）与发电厂节能调度系统间的通讯原设计由硬接线方式实现，考虑到系统的精简性、经济性和易扩充性，并参考评审会专家组意见后，两者间的通信由依据104规约编制的软通信接口实现。节能调度后的各机组负荷指令通过I/O硬接线送至各机组协调控制系统执行，各机组参与节能调度决策的部分关键数据也通过硬接线由DCS上传。各机组参与节能调度决策所需的一些辅助参数（如主汽温度、背压、厂用电等），由S

10、IS接口机经OPC软通讯传输得到，SIS接口机与发电厂节能调度系统之间的数据传输加装防火墙隔离，同时在发电厂节能调度系统内设置相关功能模块对这些辅助参数通过逻辑关系、关联关系来判断其准确性。由于是一些辅助参数，当SIS系统过来的通讯传输由于某种原因中断时，也不影响本系统的正常运行。系统的数据采集平台也考虑了充分的冗余设计，包括采集系统的CPU冗余、电源冗余等。2.2 软件结构发电厂节能调度系统的软件结构总图如图3所示，采用模块化结构设计，不但逻辑清晰，又方便功能扩充。系统接受调度指令后，考虑各方面的约束条件，按照最优化原则进行负荷节能优化分配，结果送至机组协调控制系统执行，调度方式由原先的机组

11、级调度变化为厂级调度，在充分考虑安全性和可靠性的前提下为厂方赢得可观的经济利益。主要可以分以下几个功能模块：数据预处理模块、节能调度模块、开环调度提示模块、机组特性曲线修正模块、投入/切除功能模块、负荷平衡模块、数据显示及调用模块、系统维护模块。数据预处理模块主要对于来自调度、DCS、SIS接口机的数据有选择的进行相应的预处理，保证节能调度计算过程中数据的准确性和可靠性。节能调度模块是以动态规划法为骨干，根据各种约束条件，并考虑各种实际情况，从而取得较优的节能调度方案，兼顾安全性、可靠性、快速性和经济性，对投入厂级调度的机组处于负控模式时由优化算法进行指令的重新分配，处于其他模式时则跟随省调指

12、令。开环调度提示模块的功能是当机组处于电话调度模式时进行最优指令提示，供运行人员手动执行，主要算法参考节能调度模块。机组特性曲线修正模块将标准状态下的机组特性曲线修正至当前运行状态，既保证可靠性又不失准确性。图3 发电厂节能调度系统软件结构总图投入/切除功能模块，实现机组级调度与厂级调度的无扰切换。负荷平衡模块能尽力弥补由于机组发生RB或者跳闸等突发事件引起的负荷缺口，减小对电网的影响，当投入厂级调度的机组发生RB或者跳闸时，在投入厂级调度且处于负控状态的机组间增发负荷，增发负荷量不超过一个负控周期的增发量。数据显示及调用模块，开发出友好的人机界面，方便操作员监视、操作。系统维护模块，可对系统

13、模型所需的一些维护参数进行更新。3 功能模块3.1 数据预处理实时数据的预处理是保证实时应用服务正常发挥作用的关键，也是计算机系统稳定可靠运行，防止应用系统因为数据失效而崩溃的重要工作基础，本系统的数据预处理模块主要对于来自调度、DCS、SIS接口机的数据有选择的进行相应的预处理，预处理算法主要包括数据的滤波处理、合法性检查、关联检查、时间序列检查、数据修补，保证节能调度过程中数据的准确性和可靠性。数据滤波为了消除被测信号中的噪声与干扰，常常对原始数据进行数字滤波处理，以获得具有代表性的数据集合。常用的数字滤波算法有中值滤波、算术平均滤波、加权平均滤波、限幅滤波、限速滤波、低通滤波等，各种滤波

14、算法都有其各自的特点，在实际应用中，应根据被测参数的具体情况进行合理的选择。考虑到发电厂节能调度系统所需的数据主要来源是底层的控制系统，控制系统本身已具备一定的消除信号中噪声和干扰的功能，所以在本系统中只需对数据进行一些简单的滤波处理，以消除采集上来数据中的毛刺现象。本系统对来自DCS、SIS接口机的一些连续变化的模拟量进行滤波（非连续变化的模拟量不滤波），滤波算法选用一阶低通数字滤波算法，低通数字滤波模拟了具有惯性的低通滤波功能，当目标参数为变化较慢的物理量时有比较好的效果，其具体算法如下所示： （1）式（1）中：输出值：输入值：采样周期（s）：对象时间常数（s） 合法性检查即根据数据本身所

15、代表的物理意义，取定数据的有效性范围。例如压力、摄氏温度以及流量不会小于零，不会大于其量程范围，成对的参数之间相差不会太大等。在实施中，对所有数据进行本项检测。关联检查根据数据之间的关联关系，判断其有效性，如上下游关联、左右关联、设备特性参数关联等，关联检查要正确化、简单化且全面化。时间序列检查根据数据的时间序列进行检测，机组的运行具有连续性，表现为参数的变化亦具有时间上的继承性，利用时间序列，可以对数据的异常跳变予以剔除。数据修补数据的修补主要依据数据合法性检查、关联检查、时间序列检查的结果，根据检查结果和设定的误差允许范围，利用关联规则、参数变化的时间序列对数据进行修补，并记录修改内容。3

16、.2 节能调度3.2.1算法选择火电厂厂级节能优化调度已有60多年的发展历史，参考相关文献，并列运行机组负荷的节能调度基本上有四种方法：效率法，是让效率较高的机组带较多的负荷，即按效率的高低顺序承带负荷。而事实证明，并列运行机组间负荷的分配并不象人们直观认识的那样取决于机组效率（或机组热耗率本身），而是机组热耗率的变化率。建立在古典变分原理上的等微增率法，该方法简单易懂，是电力系统实现负荷经济调度的主要方法，但其缺点主要是对特性曲线有较苛刻的要求。建立在现代优化理论基础上的动态规划法、线性规划法、网络规划法等现代数学方法，随着计算机技术的日益发展，现代优化理论已日益成熟，应用也日益广泛。遗传算

17、法,作为一种新的优化算法，自从60年代初由美国Michigan大学的Holland教授提出以来，已经得到了迅速地发展，但对于要形成闭环的发电厂节能调度系统来讲，此方法缺乏应用实例，可靠性及稳定性不足。综合考虑，以动态规划法为佳。相对而言，优点如下：对机组特性曲线无特殊要求，可以不依据简化的特性曲线而依据符合实际的特性曲线来分配负荷。动态规划法是一个处理多阶段决策问题的方法，是以变化梯度为基础的数值计算方法，其实质是改进型枚举法或称为“收缩型枚举法”，对于要形成闭环控制的发电厂节能调度系统来讲，该算法有较强的可靠性和稳定性。动态规划法已有较长的研究时间，应用实例广泛，应用动态规划法可以一次性获得

18、全局最优解。3.2.2动态规划应用于节能调度的简易机理模型动态规划法是运筹学的一个分支，是建立在优化理论基础上的现代数学方法，是解决多阶段决策过程中最优化问题的一种有效方法，利用以最优原理为基础的递推关系，将每一阶段的最优化与其余时间或空间的最优化分开来研究，但是在任何阶段的初始状态和决策都和其余的状态和决策相互联系，共同构成整个问题的最优化决策。它对煤耗特性曲线没有特殊的要求，且完全避开了微增率曲线，避免了等微增率法的缺陷。应用动态规划法可以一次性获得全局最优解。为了应用动态规划法求解电厂运行机组间的负荷节能调度问题，下面将建立相应的数学机理模型。设有个能量生产装置，其能量输出用表示，能量输

19、入用表示，假定总的能量输出为，且各装置的生产是彼此独立的。根据以上假设，有以下的关系式： （2） （3） （4）用表示总的能量输入 （5）因此，能量分配问题的总的提法是：在满足（2）、（4）式的约束条件下，确定能量分配，使总的能量输入取最小值。动态规划法的推导过程主要是利用重要的求和原理，即 （6）令 （7）式（7）中 （8）由式（8）有 （9）则最小目标函数可表示为 （10）因为对于每一个，存在唯一的使上式取最小值，故上式可以写成 （11）利用求和原理（6），可以推出 （12）同理推出 （13） （14） （15）这样，我们就把个多变量函数的最优化问题转化为步递推函数的优化问题，在每一步中，

20、仅对一个变量进行决策，从而实现了动态规划。递推公式（12）没有明显的解析式，故采用离散造表的方法进行。分两个阶段进行，第一阶段是顺序造表，即按的顺序，根据的大小次序，求出与之相对应的和的值，填入相应的表格内；第二阶段是逆序分配，即根据给定的，由表格按的逆序方向依次求出与相对应的所有的值。具体步骤如下：第一阶段：顺序造表第1步：令，重写式（15）如下 （16）其中将和的区间按间隔为进行等分（的大小根据计算的精度要求、存储容量以及计算速度方面的要求选为定值）。于是得出序列将式（16）写为离散形式（取） （17）令，可以算出所有点的、和的值，填入表1中。第2步：令，递推公式的离散形式是 （18）上式

21、中分别取接近于和的整数。对于任一给定的，为了算出最优的递推函数值，必须将代入式（18）的右边，并找出个括号中的值的最小者。括号中的第一项是已知的，第二项由表1的第二行直接查得或线性内插得到。对于所有值进行上述计算，并将计算的结果列入表2。表中表示最优决策值。第步：令，仿照第2步的计算方法，可以进行第步的递推计算，造出与表2类似的表格。当步的计算和造表都完成后，将所有的这些表格汇成总表，如表3的形式。表1 递推公式计算表（）表2 递推公式计算表（）表3 递推公式计算汇总表123456第二阶段：逆序分配所谓分配，是指根据用户对能量的总需求，以系统总输入煤耗量为最小为原则，将总负荷分摊至每台机组的求

22、解过程，由于前述递推关系均以能量总输出变量为函数，故只要按与顺序造表时相反的顺序查表或内插即可求得每台装置应该承担的负荷，即求得相应的值，具体步骤如下：第1步：根据所给定的，在表3的第列上确定相应的位置，若该值恰好落在表格的某一行上，则由该行的第、列可查得和，否则对进行线性内插，求出相应的和。第2步：将减去，可以求得，由表3的第列查得总负荷所对应的位置，进而用与第1步相同的方法，在第和列上查出与相对应的和。参考前两步使用的方法，可以逐次逆序求出与相应的， ，则，为所求的分配结果，相应的则是与该分配结果相对应的最小煤耗量。动态规划方法对于解决多阶段决策过程的最优化问题是比较有效的，许多线性规划和

23、非线性规划难于解决的问题，用动态规划法求解则显得步骤清楚、计算简单。动态规划法应用于电厂单元机组间的负荷节能优化调度较之传统的等微增率法有以下的优点：分配过程完全避开了微增率曲线；对机组煤耗曲线没有任何限制使用条件；可以进一步推广应用于确定机组开停机顺序。但是动态规划法本身也具有占用计算机存储容量大及计算速度等问题，若前文描述的过小，寻优时间将明显增加，随着计算机性能的提高，这些缺陷逐渐变得不再明显。3.2.3节能调度模型中另需考虑的问题在设计开发本模块时，以动态规划法为骨干，并综合考虑以下几点情况：节能优化调度模型仅考虑机组的运行能耗，虽然动态规划法也能解决机组的最优组合问题，但由于在启停机

24、时涉及机组运行的寿命管理、电网调度要求、运行人员操作复杂性增加等，单从经济上来考虑是没有可比性的，目标函数的建立很难一概而论，难免牵强，因而，在启停机时考虑更多的不是经济性，而是机动性和安全性。国内不少发电厂节能调度系统的分配依据是根据实时数据得出的煤耗曲线，其有两个缺点：其一，可靠性不强，实时计算煤耗所需数据量大而多，数据的来源缺乏稳定性（主要是从SIS中取数据），尤其对于需要闭环的发电厂节能调度系统来讲，缺乏安全可靠性；其二，准确性不强，对计算实时煤耗所需大量数据的准确性缺乏科学的判断依据，即使少量数据不准确也容易造成计算结果有较大的误差。所以，本节能优化调度模型分配负荷的依据采用循环效率

25、试验得出的煤耗曲线，并辅以实时运行参数进行修正，以得到符合实际运行的煤耗曲线，这样的话既保证可靠性又不失准确性，修正的具体算法在后文有详细描述。在厂级调度自动方式下，如果调度侧给予的是负控指令（288点日负荷曲线，5分钟一个负荷点），则将全厂总负控指令的增量、相应机组有功可调速率、相应机组出力寻优高低限值、相应机组的实际出力等条件做为本节能优化调度模型的入口参数进行优化计算，在投入厂级调度负控模式下的机组间分配最优结果。如果调度侧给予的是AGC指令，由于其指令增量较小、周期较频繁且不定时，为满足调度侧考核要求以及电网调频要求，本系统仅对AGC指令进行转发。 系统进行节能调度时不仅考虑了经济性，

26、也考虑了机组的上下可调裕量，在计算模型的约束条件中将机组上下可调裕量（目标负荷与机组有功出力高低限之间的差值）也作为了一个入口参数，寻优过程中在满足总出力的前提下尽量留出预设的上下可调裕量，当与目标总出力相矛盾时，以满足出力为首要目标。节能调度的结果在保证调度要求（速率、准确性等）前提下追求经济效益最大化，同时也要考虑机组运行的安全性，计算模型将不利于机组运行的区间作为一个入口参数，使分配结果避开不利于机组运行的区间。并列运行机组间负荷节能调度问题，不是一静态问题，调度指令是间断的，节能调度的最优是在一个时间区间的优化问题，也就是消耗的能量对时间的积分后为最小，是一个接近动态最优的问题。节能调

27、度模型以动态规划原理为手段，根据各种约束条件，并考虑各种实际情况，从而取得较优的节能调度方案，兼顾安全性、可靠性、快速性和经济性。3.3 开环调度提示 本功能模块主要是当机组处于电话调度模式时进行节能优化计算，计算出相对比较节能的指令组合，在组态画面上显示，供运行人员参考并提供手动执行功能。核心算法与节能调度模块基本一致，只是机组处于电话调度模式时，少了到达目标负荷的速率与时间的约束、模型计算过程中寻优高低限值有所不同，正常情况下，寻优高低限值接近DCS侧设置的机组出力高限和出力低限，寻优过程中考虑了寻优结果的上下可调裕量以及辅机启停程序。由于没有时间速率的限制以致寻优区间的扩大，开环调度所提

28、示的最优目标负荷与省调电话调度指令之间的经济性差异比前面3.2节能调度模型计算出的差异要大，能取得更多的经济效益。3.4 机组特性曲线修正系统取用的节能调度优化基础是循环效率试验得出的机组性能特性曲线，但该特性曲线是试验结果修正至标准状态下所得，与机组实际运行的性能状态还是有所差别的，所以增加了机组特性曲线修正模块。模块能对循环效率试验的结果辅以实时的主汽压力、主汽温度、再热汽温、再热器压降、过热减温水流量、再热减温水流量、背压、主给水温度、功率因数、厂用电、排烟温度等重要参数进行修正，将标准状态下的机组特性曲线修正至符合当前运行状态下的机组真实性能，既保证计算过程中的可靠性又不失其准确性。修

29、正算法依据不同的参数对象而有所区别，有依据制造厂家提供的修正曲线进行计算，有依据热力学方法进行计算，也有依据等效焓降理论来计算，各修正参数可依据实际情况进行选择。情况一，具有热耗修正曲线的参数。厂家一般都能提供一些参数的修正曲线，如主汽压力、主汽温度、再热汽温、再热压损、排汽压力等，对于这些参数，可以根据修正曲线很方便的建立修正算法。情况二，根据热力学方法进行修正计算。其方法如下：由热力学方法求得的汽轮机热耗率的计算公式为： （19）上式中：汽机热耗率：由于给水回热而引起的作功不足系数，对无回热抽汽的直凝式汽轮机：循环加热过程中的热力学平均温度（K）：循环放热过程中的热力学平均温度（K）：汽轮

30、机内效率：机械效率，取固定值：发电效率，取固定值由此可以求得各个参数变化后所引起的热耗值变化，即： （20）从而可以推得热耗率的相对变化为： （21）上式中： （22） （23） （24）、：当某一热力参数变化后的循环热力学平均吸热温度、平均放热温度和汽轮机的相对内效率当排汽压力不变时，其它参数变化所引起的热耗率的变化式为： （25）上式右边第一项是当循环参数变化后，吸热过程的热力学平均温度发生变化，使循环热效率改变而引起的热耗值的变化，第二项是由于汽轮机内效率变化所引起的热耗值的变化。由热力学方法可以定义： （26）上式中：锅炉吸热量：熵的变化：再热蒸汽份额：主蒸汽焓、熵：主给水焓、熵：热再

31、蒸汽焓、熵：冷再蒸汽焓、熵这样，就可以根据已知的循环参数求得热力过程的平均吸热温度。下面对汽轮机内效率的计算作一说明。对于凝汽式汽轮机，当某一参数偏离额定值时，相对内效率的变化主要是由于汽轮机低压级段的蒸汽湿度发生变化所引起的。对于中间再热机组，汽轮机的高压缸工作于过热区的级的内效率可以认为不变，汽轮机内效率的变化主要是由于中低缸的效率变化所引起。因此，在计算中间再热机组由于主汽压力和主汽温度变化所引起的热耗变化时，可以认为汽轮机内效率不变；同样，计算给水温度变化所引起的热耗修正值时，也可令汽轮机内效率不变。当其它热力参数变化时，如中间再热机组的再热压损和再热汽温变化时，则可以根据缸效率修正曲

32、线进行修正。当排汽压力发生变化时，则需要考虑放热过程的热力学平均温度发生变化而引起的热耗值的变化和由于汽轮机内效率变化所引起的热耗值的变化。热力学平均放热温度可直接测量得到，或者由排汽压力经过水蒸汽计算程序计算得到。汽轮机内效率的变化可由制造厂提供的关系曲线得到。情况三，减温水流量的变化。即可运用厂家修正曲线也可运用等效焓降理论来解决修正量的计算。对于过热减温喷水，当喷水由高压加热器出口省煤器入口引出时对机组热经济性没有影响。但是当喷水由给水泵出口（如浙能长兴发电有限公司的四台300MW机组）引出时却对经济性有影响：喷水不经过各高压加热器，使高压加热器的回热抽汽量减少，从而引起作功量的增加，喷

33、水不经过高压加热器、省煤器和蒸发受热面而直接在过热器中吸收热量，再加上由于高压加热器少抽汽导致再热流量增加从而引起锅炉吸热量的增加。把作功量的增加和吸热量的增加综合考虑为一个总的作功损失，则机组经济性的变化可以用下式来表示： （27）上式中： 喷水量变化前后热经济性的变化：过热喷水量变化引起的总的作功损失（kJ/kg）：新汽净等效焓降（kJ/kg）对于再热喷水，一般由给泵中间抽头供给（如浙能长兴发电有限公司的四台300MW机组），该喷水流量不经高压缸按照低压循环作功，与主循环相比热经济性较低，故应尽量避免使用，无论其喷水源是高加出口、给水泵出口还是给水泵抽头，都会引起一定的作功损失（综合考虑作

34、功量的变化和吸热量的变化），导致机组经济性发生变化。 （28）上式中：再热喷水量变化引起的总的作功损失（kJ/kg）特性曲线修正模块根据经过预处理后的实时运行参数在150MW300MW负荷段不间断地修正原有性能特性曲线，节能调度模块与开环调度提示模块需要时则提取最新的特性曲线进行节能优化计算。3.5 投入/切除包括机组投入/切除功能模块、系统投入/切除功能模块。机组投入/切除功能模块，厂内机组可以根据实际情况进行组合参与厂级调度，任一机组负荷指令接受省调通中心远方控制后，可选择为原先的机组级调度，也可选择厂级调度，但两者只能选其一。机组是否已投入厂级调度模式的信息将上传至省调通中心，以便监视。

35、系统投入/切除功能模块有两种运行模式：自动模式及手动模式，两者可手动切换。自动模式状态下：当判断已有机组投入参与厂级调度时本系统将自动投入，根据省调通中心下达的单机指令、各机组控制模式、各机组当前实际运行状况进行节能优化调度，当判断已无任何一台机组投入参与厂级调度时本系统将自动退出。手动模式状态下：当至少一台机组已投入厂级调度模式且判断省调指令与相应机组当前出力偏差不大时，才允许人工触发“系统投入/切除功能模块”，当判断已无任何一台机组投入厂级调度时自动退出“系统投入/切除功能模块”。厂级调度系统是否已投入的信息将上传省调通中心，以便监视。本功能模块逻辑自动判断与人工触发相结合。当发电厂节能调

36、度系统传送至机组DCS的“允许机组投入厂级调度信号”、机组DCS传输过来的“机组投入远方控制信号”与“机组投入厂级调度信号”都为真时，自动触发投入该机组为厂级调度模式，当三个信号中任一为假时自动退出该机组的厂级调度模式，任一时刻可以手动退出，当三个信号都为真时可手动触发投入。当该机组投入厂级调度模式后，发电厂节能调度系统至该机组的负荷指令根据省调通中心下达的指令进行再分配，投入之初若判断当时省调指令与当前出力偏差较大，则提示报警，该机组退出厂级调度模式后，发电厂节能调度系统至该机组的负荷指令跟随机组当前负荷，以便机组投入、切除本系统时可以做到无扰切换。3.6 负荷平衡本模块的主要功能是机组发生

37、RB或者跳闸时，在相应时间内全厂相应机组最大可能出力的前提下，尽力弥补由于机组RB或者跳闸引起的负荷缺口，减小对电网的影响，提高电能质量。当投入厂级调度的机组发生RB或者跳闸情况时，在当前负控指令周期内，在投入厂级调度的负控机组间增发指令，指令增量不超过当前负控周期内的调节裕量，当然最终负荷也不会超过机组负荷上限，当新的负控指令周期、新的省调指令来临，系统又会根据新的指令进行重新计算，也就是说本模块的指令增发功能只作用于当前负控指令周期，在合理提高供电质量的同时尽力做到对调度侧的影响最小化。3.7 数据显示及调用本功能模块主要涉及系统的人机界面，包括机组重要参数、分配结果的显示以及历史数据的调

38、用。这里将不做赘述，主要界面见图4。图4 发电厂节能调度系统运行主界面3.8 系统维护主要是对本系统需要维护的一些参数进行不定期的修改工作，比如各机组的特性方程、节能调度算法模型库的变动系数等。在系统的投运过程中进行不定期的修改工作，有利于改善系统的稳定性和经济性。机组特性曲线维护画面可见图5。图5 发电厂节能调度系统机组特性曲线维护主界面4 原有系统的改造为满足发电厂节能调度系统正常投切、与原系统之间的无扰切换、以及电厂运行侧、省调通中心侧的画面观察监视，对原有的系统进行了一些改造工作，主要包括电厂DCS侧以及省调通中心调度自动化系统侧的改造。4.1 DCS侧的改造根据系统需要，浙能长兴发电

39、有限公司四台机组DCS侧增加了一些硬接线通讯点，有模拟量也有开关量，具体可见附表1。同时，四台机组DCS侧画面也略微做了一些改动，在机组主控画面上“投入远方控制”按钮上方增加一按钮“投入厂级调度”，在新增按钮边增加“允许投入厂级调度”开关量显示，该开关量来自发电厂节能调度系统，其意义表示为发电厂节能调度系统是否已准备就绪。为保证系统安全可靠稳定运行，DCS在原基础上增加了一些逻辑组态，具体可参见图6。由图6中组态可看出，原有的远方控制系统逻辑如下：机组投入协调后，允许投入远方控制，运行人员按下“投入远方控制”按钮，机组负荷受省调通中心下达的指令控制，对于远方的负荷指令，DCS内部设置了一些质量

40、判断逻辑，主要有速率判断（约2/min）、高低限判断以及品质判断（断线、短路、通道故障等），若要退出远方控制，运行人员再次按下“投入远方控制”按钮即可。图6 DCS远方控制主组态图改造后，远方控制系统逻辑如下：DCS判断发电厂节能调度系统是否已准备就绪以及是否已投入远方控制，若两者皆置1，则允许该机组投入厂级调度，运行人员可按下“投入厂级调度”按钮投入厂级调度，投入后DCS接受执行发电厂节能调度系统的负荷指令而旁路省调通中心下达的负荷指令，对发电厂节能调度系统的指令也有质量判断逻辑，质量判断逻辑与原远方负荷指令一致。若需要退出厂级调度，运行人员再次按下“投入厂级调度”按钮即可，系统退出厂级调度

41、，自动接受执行省调通中心下达的负荷指令，调度模式改为机组级调度。通过按钮切换，机组级调度与厂级调度可进行无扰切换，这样做对系统的影响较小，也是各方都容易接受的方案。4.2 调度自动化系统侧的改造 4.2.1与AK1703通讯单元相关的改造 调度自动化系统侧信息表新增了一些遥信量和遥测量，新增量可见附表2，主要是将发电厂节能调度系统的运行状态和计算结果上传至省调通中心，方便技术人员观察与比较。调度自动化系统下发至电厂的遥调量未发生变化，依旧保持单机指令下发，发电厂节能调度系统侧累加指令后依据节能原则进行再分配。图7 发电厂节能调度系统与AK1703通讯接口主监视画面调度自动化系统与电厂DCS之间

42、的原通讯模式依循101规约，数据通讯流程：调度自动化系统数据先传送至电厂侧AK1703（通信装置单元），再经过AM1703（I/O测控单元），最后经硬接线连接至机组DCS，若有DCS数据上传至省调，反向传输即可。应发电厂节能调度系统需求及以后数据扩容考虑，各方几经讨论决定，发电厂节能调度系统与调度自动化系统之间的通讯模式区别于DCS与调度自动化系统之间的通讯模式：调度自动化系统数据先传送至电厂侧AK1703不变，再依循104规约应用opc软通讯方式直接将数据传送至发电厂节能调度系统，发电厂节能调度系统上传至省调的数据，反向传输即可。图7即为与AK1703通讯接口的主监视画面。当然应通讯接口的开

43、发要求，AK1703侧也进行了相应的信息表配置、通讯硬件模块增加以及组态安装工作，这里不再赘述。原有的机组DCS与调度自动化系统之间的通讯不进行改动，依旧存在，以方便机组级调度与厂级调度的切换运行。4.2.2与指令下发系统相关的改造 受目前调度自动化系统相关规约约束，发电厂节能调度系统需要的机组接受远方调度的模式（负控、AGC、电话调度）这些开关量不能经AK1703这条通讯线路下发，但是这些开关量却是模型计算的关键数据，不可缺少。经多次讨论，最终达成如下方案：这些开关量由省调通中心侧的指令下发系统主站下发至发电厂节能调度系统进行接收，数据流程可见图8，在指令下发系统成熟及稳定的技术基础之上，借助指令下发系统主站程序，通过TCP/IP协议，按照通信规约与主站进行实时数据通信，实时获取并检验信息，采用动态链接方式同时写入发电厂节能调度系统的数据库中。