基于大数据的燃煤机组供电煤耗特性分析

燃煤发电机组供电煤耗的高低是衡量机组节能降耗水平的主要指标。本文利用大数据分析技术对机组能耗相关历史数据进行分析,采用反向传播(BP)神经网络对不同负荷区间分别建立供电煤耗特性分析模型,计算各个负荷工况区间内各运行可控参数对供电煤耗的影响评价因子即敏感性系数,以及不同负荷区间内模型预测能力。结果表明:基于BP神经网络的供电煤耗特性分析模型的训练和预测精度均在±0.6%范围内,模型计算精度较高;各运行可控参数在不同负荷区间内对供电煤耗的影响存在差异,但具有一定规律;在实际运行中应重点调整敏感性系数大的特征参数。     

考虑属性重要度的空冷系统背压特性模型

与传统湿冷系统相比,直接空冷系统更易受到多种边界条件变化的影响。针对理论公式与实际应用的差异以及属性重要度差异,基于运行数据建立了考虑属性重要度的背压特性模型。根据机组连续1个月的实际运行数据结合模糊粗糙集理论对影响空冷运行的各条件属性进行客观加权,并通过加权支持向量回归方法,建立了直接空冷系统的背压模型。结果表明:选取主汽流量、主汽压力、环境温度、风机转速、环境风速、大气压力作为条件属性可得到精度较高的加权回归模型,7月份与10月份的数据分析下,回归模型精度均较高,均方根误差分别为0.70、0.76kPa。同时,结果表明,加权过程可在不影响模型精度的情况下,有效降低模型计算量,提高模型泛化能力。     

基于信息物理融合的间接空冷机组冷端系统运行优化

随着我国能源消费与供给革命不断推进,火电企业发展形势日益严峻,需要在新一代能源系统中提高自身竞争优势。在系统阐述电站信息物理融合系统(cyber physical system,CPS)的体系结构和应用模式的基础上,提出基于CPS的火电机组生产过程表征与运行优化方法,并针对间接空冷机组冷端系统优化开展模型验证与案例分析。采用数据驱动方法建立间接空冷机组冷端CPS模型;利用机组历史运行数据修正汽轮机级组效率曲线,构建汽轮机变工况模型;通过BP神经网络回归预测空冷塔出口水温,协同优化得到变频泵最佳运行频率。案例机组运行数据分析结果表明:采用该冷端CPS模型及优化策略可降低机组供电煤耗0.9g/kWh,有效提升机组经济性。     

基于经济成本目标的综合能源系统容量规划方法研究

综合能源系统能够协同规划多种能源,提升可再生能源的消纳能力,从而实现系统的低碳高效运行。基于此,本研究提出了一种集成光伏发电系统、蓄热水箱和内燃机的综合能源系统。考虑冷、热、电三种形式能量平衡约束,采用遗传算法以系统的年总成本最小为优化目标,并以年总碳排放量和年总一次能源消耗量为评价指标建立了综合能源系统规划优化模型。结果表明：与分产系统相比,所提出的综合能源系统的年总成本节约率、年二氧化碳减排率和年一次能源节约率分别为30.67%、33.26%和8.93%。此外,综合能源系统中光伏发电系统承担了全年用户电负荷的14.58%,有效提升了系统的经济性以及能效性。     

不同风剪切特性下的尾流分布

针对风剪切对尾流的影响研究不充分的问题,文章在某风电场进行了风场实验,分析了不同风速下的风剪切现象以及在不同来流条件下的尾流变化特征,并使用了三维尾流模型对垂直尾流剖面进行了验证。结果表明：风速大小对风剪切的影响较为明显,风剪切效应随着风速的增加而加强,风速每增加1 m/s,风剪切指数增加0.05;风剪切效应对尾流的分布有较大影响,风剪切效应越强,尾流的速度沿着高度方向上的梯度越大,尾流的宽度和长度也越大;在轮毂中心线附近的模型预测曲线和尾流实测数据拟合较好,相对误差基本在10%以内,受地形的影响,近地侧预测的相对误差较大。     

热负荷分配比例对抽凝-背压供热机组能耗影响

抽凝-背压供热模式是实现能量梯级利用、降低火力发电煤耗的有效途径,研究不同室外温度下供热凝汽器与尖峰加热器热负荷分配比例对机组能耗的影响,确定最佳热负荷分配比例,是抽凝-背压供热机组节能降耗的核心问题之一。本文利用热网变工况模型及Ebsilon软件仿真,以某310MW抽凝-背压供热机组为研究对象,分析了供热期不同温度下供热凝汽器与尖峰加热器热负荷分配比例不同时机组的发电功率及煤耗。结果表明：对于抽凝-背压热电联产机组,并非供热凝汽器热负荷比例越高而发电功率越高,供热期不同阶段,机组发电功率随供热凝汽器热负荷变化呈现不同规律;相同室外温度下,供热凝汽器与尖峰加热器热负荷分配比例对机组能耗影响很大,凝汽器热负荷比例不同时,其极差最小值和最大值分别为2.02g/（kW·h）和5.50g/（kW·h）。     

基于电站监测系统时间尺度冗余性的数据协调方法

电站性能监控与运行优化离不开可靠的在线监测系统,而监测系统的可靠性依赖于传感器的布置,精度以及冗余性等。以某电站660 MW机组汽机侧监测系统为研究对象,采用改进的数据协调方法分析了该电站监测系统中传感器的布置与冗余度等问题。通过在传统数据协调算法中加入时间尺度上的冗余信息增加了测量系统的可靠性。最后通过模拟传感器故障案例,分析了改进的数据协调方法应用与汽机监测系统的可行性与可靠性。结果表明将改进的数据协调方法应用于电站汽机侧监控系统可有效协调循环水流量测点的准确性。同时在传感器故障分析案例中,有效排查出实发功率传感器的模拟故障。     

PAC-PDMDAAC有机-无机杂化絮凝剂的合成与表征

用过硫酸铵引发自由基聚合反应合成了聚合氯化铝(PAC)-聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)杂化絮凝剂。电导率和傅里叶变换红外光谱分析结果表明,PAC-PDMDAAC之间以共价键性质键合。扫描电镜照片显示杂化絮凝剂结构疏松,更易发挥吸附架桥作用。实验得到合成杂化絮凝剂的最佳条件为:单体用量为m(单体)/m(PAC)=30/100,引发剂质量分数为0.7%,反应温度60℃,反应时间为3h。絮凝实验结果表明,杂化型高分子絮凝剂在投药量为8 mg/L时,絮凝效果明显优于复配型或PAC单独使用时的絮凝效果,浊度去除率达99.06%。     

响应面法优化制备PAC-PDMDAAC杂化絮凝剂及其表征

以硅烷偶联剂KH570为改性剂,以过硫酸铵为引发剂,合成了聚合氯化铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵（PAC-PDMDAAC）杂化絮凝剂。采用响应面分析法通过建立特征黏度与各因素之间的Box-Behnken数学模型,对杂化PAC-PDMDAAC的制备工艺进行优化,最优制备条件为：DMDAAC质量分数为33%,引发剂质量分数为0.6%,反应温度为64℃,反应时间为3 h。电导测试、傅里叶红外光谱（FT-IR）及热重分析（TGA）结果表明PAC-PDMDAAC杂化产物的有机-无机组分间以共价键形式键合,性质稳定;扫描电镜（SEM）照片显示其结构疏松,粒度较大,更易发挥吸附架桥作用。