某热电厂供热系统电极蒸汽锅炉运行方式研究

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为了解决热电厂冬季调峰时供热和发电相矛盾的问题,热电厂常常选择增设电极锅炉来解决。本文以辽宁省抚顺某热电厂为研究对象,通过对供热负荷的准确预测得出热用户对热量的需求,在此基础上得知热电厂可接受调峰的最大值,以此来确定电极蒸汽锅炉的运行方式,在满足调峰要求的同时满足供暖需求,但由于电极蒸汽锅炉在实际运行过程中受振幅波动的影响,导致功率波动在补偿范围之外,因此设置一定的控制系统准确的控制电极蒸汽锅炉的运行,降低供热系统能耗以及减少不必要的支出。供热负荷预测是调峰时刻电极蒸汽锅炉运行的前提和依据,其主要是通过分析影响热负荷变化的因素,并利用历史数据预测将来一天的供热负荷。本文采用模糊神经网络算法,以日期类型、室外平均温度、天气情况、回水平均温度和供水平均流量为网络输入量,以平均供热负荷为网络输出量,利用辽宁抚顺某热电厂提供的部分历史数据为学习样本进行学习训练,并通过Matlab进行仿真分析。仿真结果显示相对误差值处于±2.5MW范围内,可以较准确的对热负荷进行预测,验证了供热系统运用模糊神经网络算法的可行性。提前对供热系统的热负荷进行有效预测,在冬季调峰时,可以利用预测的供热负荷值确定热电厂可接受的调峰值,进而确定电极蒸汽锅炉的运行功率以及启动合适的台数,在满足调峰要求的同时满足供暖需求,并获得一定的经济补偿。在热电厂中增设电极蒸汽锅炉的主要目的是完成调峰任务和供暖需求,为了实现这一目的,常常采取自动控制作为一种实现方法。本文以热负荷的预测值为基础,指导电极蒸汽锅炉的运行方案,从而确定电极蒸汽锅炉功率的稳定值。系统是利用常规PID控制算法进行功率控制,但由于常规PID控制算法具有超调量较大、启动时间较长、调节时间较长等缺点,因此本文提出运用模糊PID控制的先进算法对功率进行控制,通过对PID参数进行不断地在线调整,利用Matlab中的Simulink工具箱建立系统模型并进行仿真分析,仿真结果表明常规PID控制大约需要260s后趋于稳定,且超调量为10%,上升时间为80s,而模糊PID控制大约需要80s后就能趋于稳定,且超调量为0,上升时间为80s,可以实现供热系统电极蒸汽锅炉功率的精确调节,从而达到调峰要求的同时实现按需求供热的目的。
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