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申请/专利权人:中国大唐集团科学技术研究总院有限公司华东电力试验研究院;浙江大唐能源营销有限公司;大唐锅炉压力容器检验中心有限公司;大唐三亚未来能源研究所有限公司
摘要:一种应用于钢铁厂的生物质燃气轮机发电系统及调度方法,属于能源管理及综合能源利用技术领域,解决现有能源调度方法应用于钢铁厂的生物质燃气轮机发电系统存在的适应性差的问题;本发明设计了采用天然气和生物质气的双燃料燃气轮机,通过构建能量管理出清模型对生物滤池及燃气轮机的运行状态进行优化调度,求解目标函数得出控制指令,从而控制生物滤池及燃气轮机运行,结合生物质能源产出与燃气轮机运行状态,自动调整能源供给策略,实现了能源供需的精细化管理,大大降低了能源浪费;采用电网作为备用电源,保证了钢铁厂用电设备的供电可靠性;燃机涡轮的排汽被送到储热器中,储热器散发的热量为生物滤池提供环境温度,提高了余热的利用效率。
主权项:1.一种应用于钢铁厂的生物质燃气轮机发电系统的调度方法,其特征在于,所述的生物质燃气轮机发电系统包括:生物质燃气轮机发电系统10、燃机发电机断路器11、燃机变压器12、电网高压侧断路器13、电网侧主变压器14、钢铁厂进线断路器15、上料机16断路器、电弧炉断路器17、精炼炉断路器18、结晶器断路器19;所述的生物质燃气轮机发电系统10包括:燃机燃烧室101、燃机涡轮102、燃机压气机103、燃机发电机104、储热器105、生物滤池106、沼气罐107;所述的生物质燃气轮机发电系统10的输出端与燃机发电机断路器11的进线端连接,燃机发电机断路器11的出线端与燃机变压器12的原边连接,燃机变压器12的副边与钢铁厂进线断路器15的进线端连接,钢铁厂进线断路器15的另出线端分别与上料机16断路器、电弧炉断路器17、精炼炉断路器18、结晶器断路器19的进线端连接;电网高压侧断路器13的进线端与220kV电网连接,电网高压侧断路器13的出线端与电网侧主变压器14的原边连接,电网侧主变压器14的副边与钢铁厂进线断路器15的进线端连接;所述的沼气罐107中的沼气通过脱硫、脱水、提纯后进入燃机燃烧室101与输入的天然气以及燃机压气机103压缩输入的空气在燃机燃烧室101内混合燃烧,产生高温高压气体推动燃机涡轮102旋转,从而驱动燃机发电机104发电;燃机涡轮102的排汽被送到储热器105中,储热器105散发的热量为生物滤池106提供环境温度,生物滤池106产生的甲烷气体储存在沼气罐107中;所述的调度方法包括如下步骤:步骤1、上料机、电弧炉、精炼炉和结晶器设备将生产信息及用能情况反馈给控制中心,控制中心根据收到的信息进行分析;步骤2、收集生物滤池及燃气轮机的相关参数,收集到的数据被传输到控制中心进行处理;步骤3、构建能量管理出清模型对生物滤池及燃气轮机的运行状态进行优化调度;所述的能量管理出清模型的构建方法如下:设计的目标函数为: 其中,为燃气轮机在时间t的实际功率输出,取值范围为0,pG,max;为生物滤池在时间t的实际能源输出,取值范围为0,pB,max;T为调度时间区间长度;Z为总运行成本;和是关于功率输出的非线性成本函数;目标函数的约束条件如下:1能源供需平衡约束连续时间: 其中,D为总能源需求量,eG为燃气轮机单位时间的自耗能;2设备功率输出范围约束: 3连续性或离散时间步长Δt约束: 4设备启停平滑约束: 5最小运行功率约束: 对上述目标函数进行求解得出控制指令;步骤4、控制中心生成控制指令,发送给生物滤池及燃气轮机控制其运行。
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