一种火电厂用燃料量调节系统的制作方法

1.本发明涉及用燃料量调节技术领域,更具体的说是涉及一种火电厂用燃料量调节系统。


背景技术：

2.目前，电网对火电厂发电机组的调度绝大部分采用agc直调方式，即调度中心的ems系统在根据电网安全稳定的需要计算出当前并网的各台机组需要带的有功负荷后，通过远动通道和电厂侧的rtu远动装置将有功功率指令下发到每台机组的dcs系统，进而直接调整每台机组的负荷。发电机组agc的投入对电网的安全稳定运行起到了积极的作用。
3.但由于每台机组的负荷均由远方调度指定，且机组需要一定的时间对负荷进行调节，添加的燃料量过多，则电厂的电能过剩；添加的燃料太少，则电厂的发电量不够。
4.因此如何根据电力系统的需求对火电厂内的燃料量进行调节是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种火电厂用燃料量调节系统，通过对电力系统的需求用电量进行预测，提请对火电厂的燃料用量进行调节，避免了发电量不足的情况发生。同时经过对燃料的计算，减少燃料的过多投入，减少了发电量过剩的情况发生，节省了资源，提高了经济效益。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.优选的，在上述一种火电厂用燃料量调节系统，包括：
8.电量分析模块，根据电厂的需求电量对电厂的目标电量进行预测分析；
9.燃料调节模块，基于火电厂的燃料控制系统，能够对火电厂的用燃料量进行调节；
10.控制模块，根据所述目标电量，对电厂内各机组的负荷进行分析计算；然后根据机组负荷对相应的用燃料量进行调节。
11.优选的，在上述一种火电厂用燃料量调节系统，所述电量分析模块，包括：
12.需求电量单元，连接电力系统获取电厂入网的需求电量；
13.电量预测单元，根据所述需求电量和预设的预测模型，确定电厂的目标电量。
14.优选的，在上述一种火电厂用燃料量调节系统，所述电量预测单元，包括：
15.获取电力系统的历史需求电量数据，基于历史数据形成电厂需求用电随时间变化的预测模型；
16.根据需求电量的预测时间段，在需求电量的历史数据中匹配相应时间段的需求电量数据，作为模型训练数据；
17.使用训练数据在预测模型中进行数据训练；
18.将当前电力系统的需求电量输入到预测模型中，得到电厂预测时间段的目标电量。
19.优选的，在上述一种火电厂用燃料量调节系统，所述燃料调节模块，包括：
20.称重传感器，设置在给煤机的传输皮带的下方，对给煤机上燃料的重量进行检测；
21.测速传感器，设置在给煤机电机一侧，对给煤机电机的转速进行检测；
22.变频器，与给煤机电机连接，能够给煤机电机的输出频率进行调节；
23.频率传感器，与所述变频器连接，获取变频器的变频信号。
24.优选的，在上述一种火电厂用燃料量调节系统，所述控制模块，包括：
25.给煤请求单元，根据所述目标电量计算电厂内所有机组的负荷，通过机组负荷计算机组的请求给煤率；
26.燃料量调节单元，根据所述请求给煤率，对机组的实际给煤率进行调节，实现用燃料量的调节。
27.优选的，在上述一种火电厂用燃料量调节系统，所述燃料量调节单元，包括：
28.所述称重传感器设置为两个，分别设置在给煤机传输皮带的两端，同时对燃料量进行称重；
29.所述燃料量的调节过程为：
30.s1，分别获取两个所述称重传感器的数据信息；
31.s2，根据所述称重传感器的数据信息，对所述称重传感器的瞬时称重进行计算；
32.s3，判断所述瞬时称重数据的有效性；若所述瞬时称重数据有效，则计算两个称重数据的平均值为有效称重z1；若所述瞬时称重数据无效，则使用预设时间之前的有效称重z0，作为当前的有效称重z1；
33.s4，获取所述测速传感器检测的速度数据v1作为有效速度v；当速度数据v1为无效数据时，获取所述频率传感器的数据信息v2作为有效速度v；
34.s5，根据有效称重z1和有效速度v计算给煤机的即时给煤率f；其中，f＝z1*v；
35.s6，根据请求给煤率f0和即时给煤率f计算给煤机的调节信息；计算公式为：an＝an-1+k*(f0-f)/f0，其中，an为给煤机即时输出信息，an-1为上一时刻给煤机输出信息，k为比例参数，f0为请求给煤率，f为即时给煤率；
36.s7，根据计算后的an通过所述变频器对给煤机电机进行调节，实现燃料量的调节。
37.优选的，在上述一种火电厂用燃料量调节系统，所述步骤s2的具体过程，包括：
38.s21，根据两个所述称重传感器之间的距离，结合所述有效速度v，计算燃料经过两个所述称重传感器的时间差j；
39.s22，获取前端所述称重传感器在时间差j之前的称重信息为g1，后端的所述称重传感器当前的称重信息为g2；
40.s31，获取称重信息时同时获取前端所述称重传感器的皮重p1和后端所述称重传感器的皮重p2；
41.s32，前端所述称重传感器的瞬时称重为g01＝g1-p1，后端所述称重传感器的瞬时称重为g02＝g2-p2。
42.优选的，在上述一种火电厂用燃料量调节系统，所述步骤s3的过程，包括：
43.当g01＞g01max或g01＜g01min或|g01-g02|＞m时，所述瞬时称重g01数据无效；其中，g01max为前端所述称重传感器的量程最大值，g01min为前端所述称重传感器的量程最小值，m为预设有效差阈值；
44.当g02＞g02max或g01＜g02min或|g01-g02|＞m时，所述瞬时称重g02数据无效；其中，g02max为后端所述称重传感器的量程最大值，g02min为后端所述称重传感器的量程最小值，m为预设有效差阈值；
45.当瞬时称重g01和瞬时称重g02都有效时，计算瞬时称重g01和瞬时称重g02的平均值作为有效称重z1；
46.当瞬时称重g01或瞬时称重g02无效时，使用预设时间之前的有效称重z0，作为当前的有效称重z1。
47.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果为：
48.1、通过对需求电量的预测，来对火电厂内的用燃料量进行调节，避免了发电量不足的情况发生。同时经过对燃料的计算，减少燃料的过多投入，减少了发电量过剩的情况发生，节省了资源，提高了经济效益。
附图说明
49.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
50.图1附图为本发明系统的模块组成示意图。
51.图2附图为本发明的燃料量调节流程示意图。
具体实施方式
52.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
53.在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
54.本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
55.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实
施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
56.如图1-2所示，本发明实施例公开了一种火电厂用燃料量调节系统，包括：
57.电量分析模块，根据电厂的需求电量对电厂的目标电量进行预测分析；
58.系统与电力系统中agc系统连通，通过agc系统进行直调，获取当前电厂的允许入网电量；
59.燃料调节模块，基于火电厂的燃料控制系统，能够对火电厂的用燃料量进行调节；
60.控制模块，根据目标电量，对电厂内各机组的负荷进行分析计算；然后根据机组负荷对相应的用燃料量进行调节。
61.在上述实施例中，控制模块为电厂中的dcs系统，能够对电厂内的燃料控制系统进行控制，同时提供计算能力，对预测的需求电量进行机组负荷计算，并根据机组负荷对每个机组的请求给煤率进行计算，并根据请求给煤率对机组的用燃料量进行调节。
62.上述实施例的有益效果为：过对需求电量的预测，来对火电厂内的用燃料量进行调节，避免了发电量不足的情况发生。同时经过对燃料的计算，减少燃料的过多投入，减少了发电量过剩的情况发生，节省了资源，提高了经济效益。
63.在一个实施例中，一种火电厂用燃料量调节系统，电量分析模块，包括：
64.需求电量单元，连接电力系统获取电厂入网的需求电量；
65.电量预测单元，根据需求电量和预设的预测模型，确定电厂的目标电量。
66.电量预测单元，包括：
67.获取电力系统的历史需求电量数据，基于历史数据形成电厂需求用电随时间变化的预测模型；
68.根据需求电量的预测时间段，在需求电量的历史数据中匹配相应时间段的需求电量数据，作为模型训练数据；
69.使用训练数据在预测模型中进行数据训练；
70.将当前电力系统的需求电量输入到预测模型中，得到电厂预测时间段的目标电量。
71.在上述实施例中，通过历史数据对需求电量进行预测，其中训练模型为需求电量随时间变化的曲线图；使用三次指数平滑算法对预测模型进行训练，在将电力系统反馈的当前需求电量输入预测模型中，有效的预测下一时间段的需求电量，为机组的用燃料量调节提供参考。
72.在一个实施例中，一种火电厂用燃料量调节系统，燃料调节模块，包括：
73.称重传感器，设置在给煤机的传输皮带的下方，对给煤机上燃料的重量进行检测；
74.测速传感器，设置在给煤机电机一侧，对给煤机电机的转速进行检测；
75.变频器，与给煤机电机连接，能够给煤机电机的输出频率进行调节；
76.频率传感器，与变频器连接，获取变频器的变频信号。
77.在上述实施例中，称重传感器、测速传感器、变频器、给煤机电机、频率传感器都为本领域人员常知的现有技术；上述各设备都与dcs系统进行连接，将采集的数据传输到dcs系统中，并接收dcs系统的控制信息。
78.在一个实施例中，一种火电厂用燃料量调节系统，控制模块，包括：
79.给煤请求单元，根据目标电量计算电厂内所有机组的负荷，通过机组负荷计算机组的请求给煤率；
80.燃料量调节单元，根据请求给煤率，对机组的实际给煤率进行调节，实现用燃料量的调节。
81.在上述实施例中，请求给煤率通过电厂中dcs系统进行计算得到，为电厂运行中本领域人员常知的现有技术。
82.在一个实施例中，一种火电厂用燃料量调节系统，燃料量调节单元，包括：
83.称重传感器设置为两个，分别设置在给煤机传输皮带的两端，同时对燃料量进行称重；
84.燃料量的调节过程为：
85.s1，分别获取两个称重传感器的数据信息；
86.s2，根据称重传感器的数据信息，对称重传感器的瞬时称重进行计算；
87.s3，判断瞬时称重数据的有效性；若瞬时称重数据有效，则计算两个称重数据的平均值为有效称重z1；若瞬时称重数据无效，则使用预设时间之前的有效称重z0，作为当前的有效称重z1；
88.s4，获取测速传感器检测的速度数据v1作为有效速度v；当速度数据v1为无效数据时，获取频率传感器的数据信息v2作为有效速度v；
89.s5，根据有效称重z1和有效速度v计算给煤机的即时给煤率f；其中，f＝z1*v；
90.s6，根据请求给煤率f0和即时给煤率f计算给煤机的调节信息；计算公式为：an＝an-1+k*(f0-f)/f0，其中，an为给煤机即时输出信息，an-1为上一时刻给煤机输出信息，k为比例参数，f0为请求给煤率，f为即时给煤率；
91.s7，根据计算后的an通过变频器对给煤机电机进行调节，实现燃料量的调节。
92.上述实施例的有益效果为：根据请求给煤率和即时给煤率对给煤机的需求速率进行计算，能够对燃料量进行精准调节。
93.在一个实施例中，一种火电厂用燃料量调节系统，步骤s2的具体过程，包括：
94.s21，根据两个称重传感器之间的距离，结合有效速度v，计算燃料经过两个称重传感器的时间差j；
95.s22，获取前端称重传感器在时间差j之前的称重信息为g1，后端的称重传感器当前的称重信息为g2；
96.s31，获取称重信息时同时获取前端称重传感器的皮重p1和后端称重传感器的皮重p2；
97.s32，前端称重传感器的瞬时称重为g01＝g1-p1，后端称重传感器的瞬时称重为g02＝g2-p2。
98.在上述实施例中，称重传感器设置在给煤机的皮带下方，称重时会对皮带的重量进行同时称重，所以需要去皮计算；在给煤机的运输过程中，原煤因为振动等原因，造成移动导致称重不准确，使用两个称重传感器，减少了称重误差。
99.在一个实施例中，一种火电厂用燃料量调节系统，步骤s3的过程，包括：
100.当g01＞g01max或g01＜g01min或|g01-g02|＞m时，瞬时称重g01数据无效；其中，
g01max为前端称重传感器的量程最大值，g01min为前端称重传感器的量程最小值，m为预设有效差阈值；
101.当g02＞g02max或g01＜g02min或|g01-g02|＞m时，瞬时称重g02数据无效；其中，g02max为后端称重传感器的量程最大值，g02min为后端称重传感器的量程最小值，m为预设有效差阈值；
102.当瞬时称重g01和瞬时称重g02都有效时，计算瞬时称重g01和瞬时称重g02的平均值作为有效称重z1；
103.当瞬时称重g01或瞬时称重g02无效时，使用预设时间之前的有效称重z0，作为当前的有效称重z1。
104.在上述实施例中，在原煤进行运输过程中，可能会出现原煤移动的情况发生，出现无效数据；其中，z0优选的为当前时间前30的有效称重数据。
105.需要说明的是，上述实施例，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。
106.术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
107.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
108.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种火电厂用燃料量调节系统，其特征在于，包括：电量分析模块，根据电厂的需求电量对电厂的目标电量进行预测分析；燃料调节模块，基于火电厂的燃料控制系统，能够对火电厂的用燃料量进行调节；控制模块，根据所述目标电量，对电厂内各机组的负荷进行分析计算；然后根据机组负荷对相应的用燃料量进行调节。2.根据权利要求1所述的一种火电厂用燃料量调节系统，其特征在于，所述电量分析模块，包括：需求电量单元，连接电力系统获取电厂入网的需求电量；电量预测单元，根据所述需求电量和预设的预测模型，确定电厂的目标电量。3.根据权利要求1所述的一种火电厂用燃料量调节系统，其特征在于，所述电量预测单元，包括：获取电力系统的历史需求电量数据，基于历史数据形成电厂需求用电随时间变化的预测模型；根据需求电量的预测时间段，在需求电量的历史数据中匹配相应时间段的需求电量数据，作为模型训练数据；使用训练数据在预测模型中进行数据训练；将当前电力系统的需求电量输入到预测模型中，得到电厂预测时间段的目标电量。4.根据权利要求2所述的一种火电厂用燃料量调节系统，其特征在于，所述燃料调节模块，包括：称重传感器，设置在给煤机的传输皮带的下方，对给煤机上燃料的重量进行检测；测速传感器，设置在给煤机电机一侧，对给煤机电机的转速进行检测；变频器，与给煤机电机连接，能够给煤机电机的输出频率进行调节；频率传感器，与所述变频器连接，获取变频器的变频信号。5.根据权利要求4所述的一种火电厂用燃料量调节系统，其特征在于，所述控制模块，包括：给煤请求单元，根据所述目标电量计算电厂内所有机组的负荷，通过机组负荷计算机组的请求给煤率；燃料量调节单元，根据所述请求给煤率，对机组的实际给煤率进行调节，实现用燃料量的调节。6.根据权利要求5所述的一种火电厂用燃料量调节系统，其特征在于，所述燃料量调节单元，包括：所述称重传感器设置为两个，分别设置在给煤机传输皮带的两端，同时对燃料量进行称重；所述燃料量的调节过程为：s1，分别获取两个所述称重传感器的数据信息；s2，根据所述称重传感器的数据信息，对所述称重传感器的瞬时称重进行计算；s3，判断所述瞬时称重数据的有效性；若所述瞬时称重数据有效，则计算两个称重数据的平均值为有效称重z1；若所述瞬时称重数据无效，则使用预设时间之前的有效称重z0，作为当前的有效称重z1；
s4，获取所述测速传感器检测的速度数据v1作为有效速度v；当速度数据v1为无效数据时，获取所述频率传感器的数据信息v2作为有效速度v；s5，根据有效称重z1和有效速度v计算给煤机的即时给煤率f；其中，f＝z1*v；s6，根据请求给煤率f0和即时给煤率f计算给煤机的调节信息；计算公式为：an＝an-1+k*(f0-f)/f0，其中，an为给煤机即时输出信息，an-1为上一时刻给煤机输出信息，k为比例参数，f0为请求给煤率，f为即时给煤率；s7，根据计算后的an通过所述变频器对给煤机电机进行调节，实现燃料量的调节。7.根据权利要求6所述的一种火电厂用燃料量调节系统，其特征在于，所述步骤s2的具体过程，包括：s21，根据两个所述称重传感器之间的距离，结合所述有效速度v，计算燃料经过两个所述称重传感器的时间差j；s22，获取前端所述称重传感器在时间差j之前的称重信息为g1，后端的所述称重传感器当前的称重信息为g2；s31，获取称重信息时同时获取前端所述称重传感器的皮重p1和后端所述称重传感器的皮重p2；s32，前端所述称重传感器的瞬时称重为g01＝g1-p1，后端所述称重传感器的瞬时称重为g02＝g2-p2。8.根据权利要求7所述的一种火电厂用燃料量调节系统，其特征在于，所述步骤s3的过程，包括：当g01＞g01max或g01＜g01min或|g01-g02|＞m时，所述瞬时称重g01数据无效；其中，g01max为前端所述称重传感器的量程最大值，g01min为前端所述称重传感器的量程最小值，m为预设有效差阈值；当g02＞g02max或g01＜g02min或|g01-g02|＞m时，所述瞬时称重g02数据无效；其中，g02max为后端所述称重传感器的量程最大值，g02min为后端所述称重传感器的量程最小值，m为预设有效差阈值；当瞬时称重g01和瞬时称重g02都有效时，计算瞬时称重g01和瞬时称重g02的平均值作为有效称重z1；当瞬时称重g01或瞬时称重g02无效时，使用预设时间之前的有效称重z0，作为当前的有效称重z1。

技术总结
本发明涉及用燃料量调节技术领域,更具体的说是涉及一种火电厂用燃料量调节系统，包括：电量分析模块，根据电厂的需求电量对电厂的目标电量进行预测分析；燃料调节模块，基于火电厂的燃料控制系统，能够对火电厂的用燃料量进行调节；控制模块，根据目标电量，对电厂内各机组的负荷进行分析计算；然后根据机组负荷对相应的用燃料量进行调节；过对需求电量的预测，来对火电厂内的用燃料量进行调节，避免了发电量不足的情况发生。同时经过对燃料的计算，减少燃料的过多投入，减少了发电量过剩的情况发生，节省了资源，提高了经济效益。提高了经济效益。提高了经济效益。


技术研发人员：郭树军
受保护的技术使用者：内蒙古丰电能源发电有限责任公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/9/14