[摘 要]电能是人们最常用的二次能源，有其固有的特点。电能的质量指标――电压和频率，是可以根据需要加以变化的。负荷的优化调整是指在全厂总的调度负荷下，根据各个机组的热力特性确定各机组应承带的负荷，从而使全厂的煤耗量最小的一种优化调度。本文即浅谈了多台供热发电机组并联供热负荷优化调整。
[关键词]多台供热发电机组 并联供热 负荷优化调整
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0094-01
一、多台供热发电机组并联供热负荷优化调整的背景
电能的优点首先是它的可转换性，这是任何其他形式的能源无法相比的，它可以很方便地转换成机械能、热能、光能、化学能等各种能量形式，理论上转换率可以达到百分之百。因此，电能又被称为高品位能源。在一定程度上可以说能量的可转换性表征着其可用性。电能不仅在存在形式上易于转换，而且在其质量指标上也易于改变，也就是说电能的质量指标――电压和频率，是可以根据需要加以变化的。
随着国民经济的发展，能源问题己经成为束缚和制约国民经济发展的一个主要因素，也逐渐成为人们越来越关注的话题，如何实现节约能源、降低消耗是党和政府、企业一于分关心的问题。我们国家的能源利用效率相对较低。在我国的电力工业结构中，火力发电有着非常重要的地位。2002年末，全国发电设备装机总容量为356.57GW，其中水电和核电分别仅为86.07GW和4.47GW，火电占了74.6%：2002年发电量为1654.2TWh，其中水电和核电分别仅为274.6TWh和26.5Twh，火电占了81.8%。
我国在能源应用上实行“开发与节约并重”的原则。考察我国的能源状况，可以知道；我国的能源结构以煤炭为主，并且分布不均匀，并辅以石油、天然气等，同时考虑能源的分布情况和能源的最大利用，这就决定了我国的电力能源消费是以煤炭为主的，同时在我国可开采的煤炭当中，烟煤、无烟煤等高质量煤在整个可开采量中所占的比例很小，而有一部分低劣质煤，如褐煤等，占全部可开采量的大部分.由于褐煤具有在常态下不易燃烧、而在粉碎到一定程度、辅以适当的条件燃烧充分、能量释放完全的特点：同时考虑到交通运输的能力和应用煤炭生产其他产品的成本，我国在煤炭的应用上，尤其是对低劣质煤的应用上，主要是以建设坑日电站为主，然后通过电网输送电力的方法实现能量的转移和异地使用，实现了煤炭按质、按特点的应用，减轻了交通运输压力，降低了用能成本，实现了能源的有效利用从电厂来讲，降低了发电和供热成本、运输费用，提高了经济效益，根据能量转换后的主要输出形式，我们大致可以将能量视为电能和热能这样热电厂就是同时生产电能和热能的生产单位.由于电能和热能的即时不可储存特性和电、热两种能量消费均与时间有关，受到用户需求的限制，这样就要求热电厂必须根据用户的需要调节热负荷和电负荷以适应用户的需要，满足用户的要求。
二、多台供热发电机组并联供热负荷的优化调整
供热发电机组同时生产不同品质的两种产品――热能和电能，其特性要比凝汽式发电机组复杂的多，负荷优化分配也要复杂多，目前的研究成果还不多。火电厂的负荷优化分配包括两方面的内容：一是单元机组间负荷的优化分配，它是以给定电厂运行机组组合为前提的：二是单元机组的优化组合和开停机计划的确定。
（一）热电厂的经济性指标
讨论火力发电厂厂内机组间的负荷优化调度，主要依据是机组运行经济性的好坏。凝汽式发电厂主要热经济指标有全厂热效率%、全厂热耗率%和标准煤耗率b，它们均能表示凝汽式发电厂能量转换过程的技术完善程度，且算式简明，三者相互联系，知其一即可求得其余两个，极为方便。热电厂的主要热经济指标却要复杂得多，这是因为：它是利用已在汽轮枧中先作了功、发了电的部分蒸汽（供热汽流巩）再用以对外供热；而且电、热两种能量产品的质量（品位）是不同的，若供热参数不同，热能的品位也有所不同。
理想的热电厂的热经济指标既应反映能量转换过程的技术完善程度，又要计算简明。遗憾的是迄今尚无单一的热经济指标，能够既在质量上又在数量上来衡最两种能量转换过程的完善程度。观察一个电厂经济性应以生产成本衡量。
（二）优化的方法及原则
优化方法：进行不同工况下高、中压缸相对内效率、热耗量试验，得出结果，再进行不同总供热流量下两台机组不同电负荷工况的汽轮发电机组热耗量测定，绘制热、电负荷――热耗量关系曲线。依据机组凝汽工况及各供热工况的实测数据，计算得到各工况下机组标准煤耗量――热、电负荷对应关系数据，最后进行拟合得到机组标准煤耗量――热、电负荷之间的关系曲线。在此基础上进行热、电负荷的优化分配。热、电负荷的优化分配原则如下：
第一，单台机组电负荷范围依据制造厂设计供热工况图，并结合机组实际运行情况及煤质情况进行确定，为保证机组安全稳定运行，优化分配时选取的电负荷范围小于设计供热工况图范围。
第二，实际测试发现，单机供热流量小于100t/h时，不易控制，供热流量波动很大，因此单机供热流量不小于100t/h作为限制条件之一。
第三，鉴于条件（2），总供热流量小于200t/h时，由1台机组供热。
第四，在满足总热负荷和总电负荷需求的条件下，以1、2号机组标准煤耗量总和最小为判断标准，求取两台机组各自承担热、电负荷。
（三）多台供热发电机组并联供热负荷的优化调整
机组间负荷的优化分配基本上有三种方法：
第一，效率法。是让效率较高的机组承带较多的负荷，即按效率的高低顺序承带负荷。而事实证明，机组间负荷的分配并不像人们直观认识那样取决于机组效率（或机组耗量本身），而是取决于机组耗量变化率。
效率法具体的实现方法有两种：功〔让效率最高的机组带负荷至效率最高点，然后让效率次高的机组带负荷至效率最高点，依此类推，直到机组带完用户所需要的负荷。该方法具有在实际负荷调度上简单易行的特点，但同时由于没有经过理论证明，具有很大的近似成分在内。根据系统理论的分析观点，若将全部带负荷机组视为一个系统，每台机组视为系统的一个部分或局部，局部最优的组合未必就会得出系统或全局最优的结论。
第二，建立在古典变分原理上的等微增原理调度。该方法是以数学极值理论为基础、在1934年提出来的。该方法简单、易懂，但为了达到整个系统的煤耗量最小，要求煤耗量的目标函数为凸函数，另外该方法对电厂的汽轮机、锅炉及其不同组合的微增量曲线有严格的精度要求，而供热机组的总热耗和功率关系的线性度较差，所以这种方法对供热机组间的负荷分配可行性较差。电负荷的分配是在热负荷分配完毕之后即热化发电量确定之后的剩余电负荷的分配。从其实质上看就是凝汽发电量的分配。凝汽发电量分配的目的是要达到最小的凝汽发电热耗亦可转化成为标准煤耗。因此，首先要确定各个凝汽发电热耗与其功率之间的函数关系。在这个基础上采用一定的方法进行负荷分配。我国电力系统早在20世纪50年代就开展过“等微增率”调度，但是与国外同一级电网比较，经济调度的管理水平和自动化水平存在不小差距。该方法对热电厂的汽轮机、锅炉及其不同的组合的微增率曲线有严格的精度要求，而供热机组的总的热耗与功率关系的线性度较差，受热电厂所带热负荷影响较大。由于机组实际运行状况的变化，机组的煤耗微增率曲线也存在不连续的可能性。
第三，建立在优化理论基础上的动态规划、线性规划、神经网络，遗传算法等现代数学方法。随着计算机技术的日益发展，现代优化理论已趋于成熟，应用也日益广泛。如线性规划，该方法要求约束条件全部是线性的，即约束条件全部是等于号的约束，在这种情况下可以以单纯形法为计算依据，然后编制程序进行循环计算，然后得到最优的计算结果。
参考文献
[1]王源.供热机组负荷优化分配的研究[D].东南大学.2005.03.01
[2]蔡伟英.华能北京热电厂年热负荷曲线绘制和经济运行[D].华北电力大学.2002.06月
[作者简介] 刘星晨（1987―），男，毕业于河北农业大学，学士学位，助理工程师，现从事火力发电厂运行工作。
[摘 要]电能是人们最常用的二次能源，有其固有的特点。电能的质量指标――电压和频率，是可以根据需要加以变化的。负荷的优化调整是指在全厂总的调度负荷下，根据各个机组的热力特性确定各机组应承带的负荷，从而使全厂的煤耗量最小的一种优化调度。本文即浅谈了多台供热发电机组并联供热负荷优化调整。
[关键词]多台供热发电机组 并联供热 负荷优化调整
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0094-01
一、多台供热发电机组并联供热负荷优化调整的背景
电能的优点首先是它的可转换性，这是任何其他形式的能源无法相比的，它可以很方便地转换成机械能、热能、光能、化学能等各种能量形式，理论上转换率可以达到百分之百。因此，电能又被称为高品位能源。在一定程度上可以说能量的可转换性表征着其可用性。电能不仅在存在形式上易于转换，而且在其质量指标上也易于改变，也就是说电能的质量指标――电压和频率，是可以根据需要加以变化的。
随着国民经济的发展，能源问题己经成为束缚和制约国民经济发展的一个主要因素，也逐渐成为人们越来越关注的话题，如何实现节约能源、降低消耗是党和政府、企业一于分关心的问题。我们国家的能源利用效率相对较低。在我国的电力工业结构中，火力发电有着非常重要的地位。2002年末，全国发电设备装机总容量为356.57GW，其中水电和核电分别仅为86.07GW和4.47GW，火电占了74.6%：2002年发电量为1654.2TWh，其中水电和核电分别仅为274.6TWh和26.5Twh，火电占了81.8%。
我国在能源应用上实行“开发与节约并重”的原则。考察我国的能源状况，可以知道；我国的能源结构以煤炭为主，并且分布不均匀，并辅以石油、天然气等，同时考虑能源的分布情况和能源的最大利用，这就决定了我国的电力能源消费是以煤炭为主的，同时在我国可开采的煤炭当中，烟煤、无烟煤等高质量煤在整个可开采量中所占的比例很小，而有一部分低劣质煤，如褐煤等，占全部可开采量的大部分.由于褐煤具有在常态下不易燃烧、而在粉碎到一定程度、辅以适当的条件燃烧充分、能量释放完全的特点：同时考虑到交通运输的能力和应用煤炭生产其他产品的成本，我国在煤炭的应用上，尤其是对低劣质煤的应用上，主要是以建设坑日电站为主，然后通过电网输送电力的方法实现能量的转移和异地使用，实现了煤炭按质、按特点的应用，减轻了交通运输压力，降低了用能成本，实现了能源的有效利用从电厂来讲，降低了发电和供热成本、运输费用，提高了经济效益，根据能量转换后的主要输出形式，我们大致可以将能量视为电能和热能这样热电厂就是同时生产电能和热能的生产单位.由于电能和热能的即时不可储存特性和电、热两种能量消费均与时间有关，受到用户需求的限制，这样就要求热电厂必须根据用户的需要调节热负荷和电负荷以适应用户的需要，满足用户的要求。
二、多台供热发电机组并联供热负荷的优化调整
供热发电机组同时生产不同品质的两种产品――热能和电能，其特性要比凝汽式发电机组复杂的多，负荷优化分配也要复杂多，目前的研究成果还不多。火电厂的负荷优化分配包括两方面的内容：一是单元机组间负荷的优化分配，它是以给定电厂运行机组组合为前提的：二是单元机组的优化组合和开停机计划的确定。
（一）热电厂的经济性指标
讨论火力发电厂厂内机组间的负荷优化调度，主要依据是机组运行经济性的好坏。凝汽式发电厂主要热经济指标有全厂热效率%、全厂热耗率%和标准煤耗率b，它们均能表示凝汽式发电厂能量转换过程的技术完善程度，且算式简明，三者相互联系，知其一即可求得其余两个，极为方便。热电厂的主要热经济指标却要复杂得多，这是因为：它是利用已在汽轮枧中先作了功、发了电的部分蒸汽（供热汽流巩）再用以对外供热；而且电、热两种能量产品的质量（品位）是不同的，若供热参数不同，热能的品位也有所不同。
理想的热电厂的热经济指标既应反映能量转换过程的技术完善程度，又要计算简明。遗憾的是迄今尚无单一的热经济指标，能够既在质量上又在数量上来衡最两种能量转换过程的完善程度。观察一个电厂经济性应以生产成本衡量。
（二）优化的方法及原则
优化方法：进行不同工况下高、中压缸相对内效率、热耗量试验，得出结果，再进行不同总供热流量下两台机组不同电负荷工况的汽轮发电机组热耗量测定，绘制热、电负荷――热耗量关系曲线。依据机组凝汽工况及各供热工况的实测数据，计算得到各工况下机组标准煤耗量――热、电负荷对应关系数据，最后进行拟合得到机组标准煤耗量――热、电负荷之间的关系曲线。在此基础上进行热、电负荷的优化分配。热、电负荷的优化分配原则如下：
第一，单台机组电负荷范围依据制造厂设计供热工况图，并结合机组实际运行情况及煤质情况进行确定，为保证机组安全稳定运行，优化分配时选取的电负荷范围小于设计供热工况图范围。
第二，实际测试发现，单机供热流量小于100t/h时，不易控制，供热流量波动很大，因此单机供热流量不小于100t/h作为限制条件之一。
第三，鉴于条件（2），总供热流量小于200t/h时，由1台机组供热。
第四，在满足总热负荷和总电负荷需求的条件下，以1、2号机组标准煤耗量总和最小为判断标准，求取两台机组各自承担热、电负荷。
（三）多台供热发电机组并联供热负荷的优化调整
机组间负荷的优化分配基本上有三种方法：
第一，效率法。是让效率较高的机组承带较多的负荷，即按效率的高低顺序承带负荷。而事实证明，机组间负荷的分配并不像人们直观认识那样取决于机组效率（或机组耗量本身），而是取决于机组耗量变化率。
效率法具体的实现方法有两种：功〔让效率最高的机组带负荷至效率最高点，然后让效率次高的机组带负荷至效率最高点，依此类推，直到机组带完用户所需要的负荷。该方法具有在实际负荷调度上简单易行的特点，但同时由于没有经过理论证明，具有很大的近似成分在内。根据系统理论的分析观点，若将全部带负荷机组视为一个系统，每台机组视为系统的一个部分或局部，局部最优的组合未必就会得出系统或全局最优的结论。
第二，建立在古典变分原理上的等微增原理调度。该方法是以数学极值理论为基础、在1934年提出来的。该方法简单、易懂，但为了达到整个系统的煤耗量最小，要求煤耗量的目标函数为凸函数，另外该方法对电厂的汽轮机、锅炉及其不同组合的微增量曲线有严格的精度要求，而供热机组的总热耗和功率关系的线性度较差，所以这种方法对供热机组间的负荷分配可行性较差。电负荷的分配是在热负荷分配完毕之后即热化发电量确定之后的剩余电负荷的分配。从其实质上看就是凝汽发电量的分配。凝汽发电量分配的目的是要达到最小的凝汽发电热耗亦可转化成为标准煤耗。因此，首先要确定各个凝汽发电热耗与其功率之间的函数关系。在这个基础上采用一定的方法进行负荷分配。我国电力系统早在20世纪50年代就开展过“等微增率”调度，但是与国外同一级电网比较，经济调度的管理水平和自动化水平存在不小差距。该方法对热电厂的汽轮机、锅炉及其不同的组合的微增率曲线有严格的精度要求，而供热机组的总的热耗与功率关系的线性度较差，受热电厂所带热负荷影响较大。由于机组实际运行状况的变化，机组的煤耗微增率曲线也存在不连续的可能性。
第三，建立在优化理论基础上的动态规划、线性规划、神经网络，遗传算法等现代数学方法。随着计算机技术的日益发展，现代优化理论已趋于成熟，应用也日益广泛。如线性规划，该方法要求约束条件全部是线性的，即约束条件全部是等于号的约束，在这种情况下可以以单纯形法为计算依据，然后编制程序进行循环计算，然后得到最优的计算结果。
参考文献
[1]王源.供热机组负荷优化分配的研究[D].东南大学.2005.03.01
[2]蔡伟英.华能北京热电厂年热负荷曲线绘制和经济运行[D].华北电力大学.2002.06月
[作者简介] 刘星晨（1987―），男，毕业于河北农业大学，学士学位，助理工程师，现从事火力发电厂运行工作。