026]凝汽器換熱模型建立步驟:建立用于確定冷卻介質(zhì)流量、冷卻介質(zhì)溫升、冷卻介質(zhì)出口溫度、凝汽器飽和溫度之間關系的凝汽器換熱模型；
[0027]背壓預測模型建立步驟:根據(jù)風機模型和凝汽器換熱模型，建立用于確定不同的風機群運行方式與相應的背壓之間關系的背壓預測模型；
[0028]熱耗率模型建立步驟:建立用于確定汽輪機循環(huán)熱耗率與發(fā)電機組背壓之間關系的汽輪機熱耗率模型；
[0029]優(yōu)化控制步驟:獲取發(fā)電機組當前運行參數(shù)，根據(jù)背壓預測模型和汽輪機熱耗率模型計算當前發(fā)電功率條件下，不同的風機群運行方式下的風機群耗電功率和發(fā)電機組燃料消耗率，求得冷源優(yōu)化控制的最優(yōu)解。
[0030]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明具備有效反映時變因素的影響、準確預測背壓變化、合理處理阻塞背壓問題、準確預測冷源系統(tǒng)和發(fā)電機組能耗的變化、準確求解目標函數(shù)、在全年任何季節(jié)和氣候條件下都能保證計算結(jié)果的可靠和準確、形成理想的光滑變化的并可以隨時通過試驗對其控制的優(yōu)化性和經(jīng)濟性進行驗證的理想的數(shù)學模型和控制效果；成為充分有效的、終極性的、理想的實用成果；本發(fā)明全面突破了【背景技術】面臨的實質(zhì)性的技術障礙，首次完整實現(xiàn)了大型發(fā)電廠汽輪機組真空的連續(xù)優(yōu)化控制的關鍵技術，解決了這一歷史性課題。
[0031]本發(fā)明的模型有效跟蹤了主要時變因素的影響。本發(fā)明對時變因素的考慮，首先是通過風機的當前數(shù)據(jù)計算風機入口壓力，再通過當前背壓計算空冷島入口空氣溫度，再利用這些時變因素數(shù)據(jù)，實現(xiàn)時變因素影響條件下的預測計算。保證了在主要時變因素的影響下所預測的背壓在當前冷源系統(tǒng)運行方式下，與實際當前背壓相等，在冷源系統(tǒng)運行方式發(fā)生改變的情況下有效跟蹤時變因素的影響和預測的準確性。由于汽輪機熱耗率特性隨背壓而變化，預測背壓必須保證在當前冷源系統(tǒng)運行方式下與當前背壓相等，才能得到背壓變化后汽輪機熱耗率的實際變化的預測結(jié)果。
[0032]由于實際自動控制過程中，優(yōu)化計算總是基于當前實際冷源運行方式進行，當發(fā)電功率、冷卻介質(zhì)溫度等條件和其它時變因素變化時，在亞臨界狀態(tài)，本發(fā)明得到的優(yōu)化運行解具有較高的準確性，同時由于優(yōu)化解是基于當前運行方式的連續(xù)變化過程，因此當優(yōu)化解在亞臨界和臨界狀態(tài)之間變化時，可以實現(xiàn)優(yōu)化解的無縫連接和平滑的轉(zhuǎn)換。采用本發(fā)明開發(fā)的冷源連續(xù)優(yōu)化控制軟件不僅可以完成基本的連續(xù)優(yōu)化控制任務，而且當發(fā)電機組環(huán)境條件、設備條件等對真空或冷源有明顯影響的時變因素出現(xiàn)或變化時，仍然能夠正常運行并起到充分的、連續(xù)的優(yōu)化控制作用。
[0033]本發(fā)明建立的冷源系統(tǒng)流量、功率模型實現(xiàn)了并聯(lián)運行風機系統(tǒng)的解析計算，在所有風機的臺數(shù)或轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，都能夠準確得到流量和功率的解。不僅為冷源系統(tǒng)的靜態(tài)條件下的求解掃平了道路，而且可以實現(xiàn)在環(huán)境風速等條件發(fā)生變化的情況下，根據(jù)功率對系統(tǒng)條件進行反算，得到風機入口壓力，形成冷源系統(tǒng)的動態(tài)模型系統(tǒng)。而且該模型可以應用于任意臺數(shù)風機并聯(lián)運行的系統(tǒng)。
[0034]對于不同的發(fā)電機組，應用本發(fā)明可以有效的得到實際阻塞背壓和汽輪機循環(huán)熱耗率特性，從而實現(xiàn)精確的優(yōu)化控制?！颈尘凹夹g】通常將汽輪機循環(huán)熱耗率阻塞背壓描述為一段光滑曲線上的極值點，造成汽輪機循環(huán)熱耗率特性模型的復雜化，也造成阻塞背壓的測量問題的復雜化。本發(fā)明將汽輪機循環(huán)熱耗率的模型分為亞臨界和超臨界兩段，阻塞背壓為兩段曲線的交點，不僅使模型得到簡化，而且經(jīng)實踐驗證已經(jīng)足夠準確。
[0035]由于采用本發(fā)明開發(fā)的冷源優(yōu)化控制軟件，不僅可以輸出每時每刻的最優(yōu)真空或背壓，而且可以輸出最優(yōu)電機轉(zhuǎn)速，該信號可以用于直接控制電機轉(zhuǎn)速，因此應用本發(fā)明可以實現(xiàn)冷源、真空或背壓的連續(xù)優(yōu)化自動控制，保證機組的真空或背壓始終保持在最經(jīng)濟的優(yōu)化狀態(tài)。
[0036]本發(fā)明不僅能夠最大限度地起到節(jié)能減排的作用，而且可以降低發(fā)電廠的運行管理工作負擔，提高管理水平和工作效率。
[0037]空冷系統(tǒng)的主要問題在于風力、風向等氣候條件直接影響冷卻介質(zhì)的流量和溫度，包括風機的運行狀態(tài)。而這些影響不能被有效地跟蹤和測量。由于不能確定在環(huán)境條件影響下的冷卻介質(zhì)流量和溫度，導致問題的無從解決。本發(fā)明通過建立完善的風機模型，在將各臺風機在作為工作機的同時當作測量裝置。風機的功率可以通過電流、電壓和功率因數(shù)計算得到。在一定的轉(zhuǎn)速下，風機的流量與功率有確定的關系。利用空冷系統(tǒng)各臺風機的狀態(tài)得到難以測量的環(huán)境條件時變因素，包括風機入口壓力、空氣流量和入口平均溫度等。此方法解決了空冷系統(tǒng)在總風量、入口平均溫度等關鍵數(shù)據(jù)的測量難題。同時，利用得到的當前參數(shù)計算轉(zhuǎn)速變化后的風機流量和功率，以及發(fā)電機組背壓的預測值，很好地解決了空冷系統(tǒng)的在線數(shù)學模型問題。
[0038]在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0039]進一步，所述風機模型建立過程具體包括以下步驟:
[0040]建立用于確定空冷風機冷卻介質(zhì)流量、風機入口壓力、風機的壓頭和凝汽器換熱單元阻力之間關系的流量壓力模型，即凝汽器空氣動力模型；
[0041]建立用于確定空冷風機耗電功率與轉(zhuǎn)速和冷卻介質(zhì)流量之間關系的風機能耗模型；
[0042]建立用于確定空冷風機壓頭與轉(zhuǎn)速和冷卻介質(zhì)流量之間關系的風機空氣動力模型；
[0043]所述流量壓力模型、風機能耗模型和風機空氣動力模型共同構成風機模型。
[0044]進一步，所述背壓預測模型建立過程具體包括以下步驟:
[0045]計算得到當前冷源損失、當前冷卻介質(zhì)總流量和當前飽和溫度；
[0046]根據(jù)當前冷源損失和當前冷卻介質(zhì)總流量，計算空氣溫升；
[0047]利用凝汽器換熱模型，根據(jù)當前冷卻介質(zhì)總流量、當前飽和溫度和空氣溫升，計算空冷系統(tǒng)當前入口空氣平均溫度；
[0048]設定一種空冷系統(tǒng)運行方式，在此方式下，根據(jù)每臺風機的設定轉(zhuǎn)速、每個冷卻單元的當前入口壓力、換熱單元的阻力特性和單臺風機的流量模型，分別計算其冷卻介質(zhì)流量，得到冷卻介質(zhì)總流量；
[0049]根據(jù)冷卻介質(zhì)總流量、當前冷源損失和當前入口空氣平均溫度，計算預測空氣溫升、飽和溫度和預測背壓。
[0050]進一步，所述計算得到當前冷源損失、當前冷卻介質(zhì)總流量和當前飽和溫度具體包括以下步驟:
[0051]建立用于確定發(fā)電功率和冷源損失之間關系的冷源損失模型，并根據(jù)當前發(fā)電功率帶入冷源損失模型計算當前冷源損失；
[0052]設定時變因素表征量為各冷卻單元當前入口壓力和空冷系統(tǒng)當前入口空氣平均溫度；
[0053]利用風機模型，根據(jù)每臺風機的當前轉(zhuǎn)速和當前用功功率，分別計算其當前冷卻介質(zhì)流量和該換熱單元的入口壓力，得到當前冷卻介質(zhì)總流量；
[0054]根據(jù)當前背壓計算當前飽和溫度。
[0055]進一步，所述熱耗率模型建立過程具體包括以下步驟:
[0056]在10°C以下的冷卻介質(zhì)溫度條件下和設定的發(fā)電功率條件下，通過建立背壓散點圖，計算獲得當前發(fā)電功率所對應的阻塞背壓；
[0057]根據(jù)發(fā)電功率和阻塞背壓之間的關系建立阻塞模型；
[0058]根據(jù)超臨界狀態(tài)汽輪機循環(huán)熱耗率和背壓之間的關系建立超臨界汽輪機循環(huán)熱耗率模型；
[0059]根據(jù)亞臨界狀態(tài)汽輪機循環(huán)熱耗率和背壓之間的關系建立亞臨界汽輪機循環(huán)熱耗率模型；
[0060]根據(jù)當前發(fā)電功率和阻塞模型計算阻塞背壓，根據(jù)當前背壓和阻塞背壓判斷背壓處于亞臨界、臨界或超臨界狀態(tài)；
[0061]根據(jù)背壓所處的狀態(tài)，選擇相應的亞臨界汽輪機循環(huán)熱耗率模型、臨界汽輪機循環(huán)熱耗率模型或超臨界汽輪機熱耗率模型，計算汽輪機循環(huán)熱耗率。
[0062]進一步，所述計算阻塞背壓的過程具體包括以下步驟:
[0063]在10攝氏度以下冷卻介質(zhì)溫度條件下和設定的發(fā)電功率條件下，改變冷卻介質(zhì)流量，使汽輪機工作在四個以上不同的背壓工作點；
[0064]分別測量所有背壓工作點所對應的汽輪機循環(huán)熱耗率；
[0065]所述汽輪機循環(huán)熱耗率以背壓為橫軸，并以熱耗率為縱軸；獲得汽輪機循環(huán)熱耗率對應