一种燃煤电厂污染物排放总量控制智能化决策方法

摘要

本发明公开了一种燃煤电厂污染物排放总量控制智能化决策方法，通过对排放总量初始分配目标的分解，以及对实际排放量的动态跟踪，分析燃煤机组污染物排放总量潜力，运用多目标线性规划理论，指导发电企业、相关部门及时开展、执行排放总量的内部调剂、区域平衡等动态总量控制策略，以实现发电企业、地区环境效益与经济利益目标的最大化。

主权项

一种燃煤电厂污染物排放总量控制智能化决策方法：其特征在于，包括以下步骤：1）计算单台机组年度超排量或减排量，计算过程如下：1‑1）利用燃煤电厂污染物排放在线监测系统，统计从年初至目标月份的实际污染物排放总量；1‑2）根据下达的机组全年污染物排放总量控制目标，加权电量因子，计算出从年初至目标月份的污染物排放控制目标，再根据步骤1‑1）获得的年初至目标月份的实际污染物排放总量，得到从年初至目标月份实际污染物排放量与目标排放量的偏差，其中，年初至目标月份污染物排放总量控制目标的计算公式如式（1）所示：Q_obj＝βQ_year   （1）式中，Q_obj为年初至目标月份污染物排放总量控制目标；Q_year为机组全年污染物排放总量控制目标；β为加权电量因子，P_real为年初至目标月份机组实际发电量，P_year为机组全年计划发电量；1‑3）根据全省统调机组全年发电计划，确定机组从目标月份至年底的平均负荷率，再以机组平均负荷率、机组脱硫及脱硝系统进出口烟气成分浓度限值、业务系统关键运行指标限值为校核标准，以机组污染物排放单位绩效为目标，利用多线性规划理论，寻找机组在对应负荷率下的最优工况及最优排放绩效指标；所述业务系统关键运行指标包括脱硫系统PH值、钙硫比、吸收塔液位；其中，机组平均负荷率α计算公式如式（2）所示：$\alpha =\frac{P_{\mathrm{year}}-P_{\mathrm{real}}}{{\mathrm{\eta P}}_0}---\left(2\right)$式中，η为从目标月份至年底机组剩余利用小时数；P₀为机组额定功率；1‑4）通过所述步骤3）得到的最优排放绩效指标，结合年内剩余时段机组计划发电量，计算机组年内剩余时段预期最小污染物排放量Q_min，计算公式如式（3）所示：Q_min＝(P_year‑P_real)×ζ_最优   （3）式中，ζ_最优为机组最优排放绩效指标；1‑5）根据下达的机组全年污染物排放总量控制目标，加权电量因子，根据式（4）计算出年内剩余时段污染物排放控制目标Q_remain，并与步骤1‑4）计算得到的年内剩余时段预期最小污染物排放量进行比较，得到年内剩余时段预期污染物排放量与目标排放量的偏差，Q_remain＝Q_year‑Q_obj   （4）；1‑6）分析从年初至目标月份的实际污染物排放量与年内剩余时段预期最小污染物排放量之和与全年污染物排放总量控制目标的关系，若小于全年污染物排放总量控制目标，则说明机组全年若以最优工况运行，有能力保证全年污染物排放总量控制目标，此时输出预期全年最大减排量：预期全年最大减排量=全年污染物排放总量控制目标‑从年初至目标月份的实际污染物排放量‑年内剩余时段预期最小污染物排放量；否则，说明机组全年若以最优工况运行，仍然超出全年污染物排放总量控制目标，此时输出全年最小超排量：全年最小超排量=从年初至目标月份的实际污染物排放量+年内剩余时段预期最小污染物排放量‑全年污染物排放总量控制目标；2）以单台机组年度超排量或减排量的结果为基础，对厂级、集团级、地区级、省级机组污染物排放量进行最优化调剂，制定最优控制策略，过程如下：2‑1）通过步骤1），将全厂的所有机组计算完成后，若发现某台机组无法满足全年污染物排放总量控制目标，则以全厂计划总发电量不变、全厂全年污染物排放总量控制目标不变为输入条件，以全厂机组负荷率限值为校核条件，以全厂污染物排放总量为目标，利用线性规划方法，寻找厂级污染物排放总量最优化调剂和最优控制策略，重新确定各电厂全年污染物排放总量控制目标，最后，输出各电厂污染物排放量分配方案及各电厂最小超排量或最大减排量；其中，全厂机组负荷率限值即全厂机组负荷率不能超过100%；2‑2）若所述步骤2‑1）的厂级最优化过程中，厂级各台机组及全厂仍无法满足全年污染物排放总量控制目标，则以电厂为目标，以集团计划总发电量不变、集团全年污染物排放总量控制目标不变为输入条件，以集团内部各机组负荷率限值为校核条件，以集团污染物排放总量为目标，利用线性规划方法，在集团内部利用厂级内部寻优方法，寻找集团内部污染物排放总量最优化调剂和最优控制策略，重新确定各电厂全年污染物排放总量控制目标，最终输出各电厂污染物排放量分配方案及集团最小超排量或最大减排量；其中，集团内部各机组负荷率限值即集团内部各机组负荷率不能超过100%；2‑3）集团内部最优化后，若部分电厂全年污染物排放总量仍无法平衡，再以电厂为目标，以地区总发电量不变、地区全年污染物排放总量控制目标不变为输入条件，以地区内部各机组负荷率限值为校核条件，以地区污染物排放总量为目标，利用线性规划方法对全省所有地级市进行市级内部最优化调剂，寻找地市级最优控制策略，重新确定各电厂全年污染物排放总量控制目标，最终输出各电厂污染物排放量分配方案及地市最小超排量或最大减排量；其中，地区内部各机组负荷率限值即地区内部各机组负荷率不能超过100%；2‑4）地市级最优化完成后，以地区总发电量不变为输入条件，以省内各机组负荷率限值为校核条件，以全省全年污染物排放量最小为目标，利用线性规划方法进行全省全年污染物排放总量最优化调剂，制定最优控制策略，重新确定各地市全年污染物排放总量控制目标，最终输出全省各地市全年污染物排放量分配方案及全省最小超排量或最大减排量；其中，省内各机组负荷率限值即省内各机组负荷率不能超过100%。