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工学硕士学位论文

母管制热电机组负荷优化分配方法研究

硕士研究生:禹超
导师:胡林献教授
申请学位:工学硕士
学科:电气工程
所在单位:电气工程及自动化学院
答辩日期:2011 年 6 月
授予学位单位:哈尔滨工业大学
Classified Index: TM621
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Dissertation for the Master Degree in Engineering

STUDY ON THE LOAD OPTIMUM
DISTRIBUTION OF HEADER SYSTEM
COMBINED HEAT AND POWER UNITS

Candidate: Yu Chao
Supervisor: Prof. Hu Linxian
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Electrical Engineering
Affiliation: School of Electrical Engineering and
Automation
Date of Defence: June, 2011
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
随着我国电力工业由计划经济转向市场竞争,厂网分开、竞价上网以及煤价
格的持续上涨迫使发电企业提高运行经济性。负荷优化技术在不改造发电企业硬
件的前提下,仅需通过对各机组的负荷指令进行重新分配,即可有效地提高发电
企业的经济性,引起了电力工程师们的广泛关注。但现有的负荷优化技术研究主
要针对凝汽式电厂单元机组进行,母管制热电机组的负荷优化问题研究得很不充
分。
本文以母管制运行的热电机组为对象,研究其负荷优化分配问题。论文详细
研究了背压、抽凝、抽背、纯凝等各种类型热电机组的热力特性,根据热电机组
的工况图得出了线性化的机组耗量特性;在分析了热电机组线性化特性模型与实
际工况之间的偏差的基础上,根据多元线性回归理论和机组实际运行数据,应用
多项式形式拟合方法得到了热电机组的非线性特性方程,该模型更贴近热电机组
实际工况;并基于热电机组的非线性特性方程,建立了母管制热电机组的热、电
负荷优化分配数学模型。
论文研究了现有传统优化算法、数学规划法、智能算法解算热电机组热、电
负荷优化分配模型的优缺点后,选用具有控制参数少、对目标函数无特殊要求、
全局收敛性好等优点的差分进化算法来求解该模型。采用时变递减策略缩放因子
和时变递增的交叉概率因子对标准差分进化算法进行了改进,并通过算例分析,
验证了改进的差分进化算法具有比遗传算法、标准差分进化算法更好的优化效
果。
论文针对常规热、电负荷优化分配数学模型将热电机组的热、电负荷上下限
看作定值,与热电机组的实际工况不相符这一问题,提出了热电机组热、电负荷
上下限随实际负荷变化的计算关系式,并在此基础上建立了计及上下限动态变化
的热电机组热、电负荷优化分配数学模型,提出了计及热、电负荷上下限动态变
化的改进差分进化算法,分析了计及上下限变化对负荷分配结果的影响。
本研究依托于 2009 年度哈尔滨市优秀学科带头人资金项目《母管蒸汽压力
自动控制技术及开放性控制软件研发》(2009RFKXG005)。

关键词:母管制机组;热电负荷;优化分配;差分进化算法;上下限动态变化
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
Along with the structural reform of electric industry from planned economy to
petition, such reasons as the seperation of power plants and electric grid,
petition, and the continued growing of coal price, forcing the power
generation enterprises to improve their operation efficiency.