本发明涉及电力系统自动化，具体为一种火电机组协调控制调峰调频系统。
背景技术：
1、火电机组协调控制调峰调频系统是智能电网管理中至关重要的组成部分，它通过整合先进的自动化技术实现火力发电机组的精确控制，以响应电网的调峰和调频需求，确保电力系统的稳定运行。该系统融合了信息技术、自动控制技术、电力电子技术和能源管理技术等多个技术领域，旨在优化发电与电力消耗之间的动态平衡。
2、从电力系统自动化的视角出发，调峰调频系统必须能够实时监测电网负荷，迅速适应电网频率的变化，并精确地调控发电机组的功率输出，这涉及复杂的数据分析、预测算法和决策支持系统。在这一过程中，自动控制技术执行由中央控制系统下达的指令，调整机组运行状态以匹配电网负荷的变化。此外，使用变频器、伺服电机等电力电子技术设备以及进行能源管理和优化，也是确保系统最佳性能的关键措施。
3、在操作火电机组进行调峰调频时，还需考虑机械动力学、热力学和流体力学等工程学科的知识。例如，调峰操作中必须考虑到锅炉、汽轮机等设备在变负荷条件下的动态特性和稳定性。为了提升调频的效率与精度，研究人员需要深入探究机组的非线性动态行为，建立数学模型，并将诸如经典pid(比例－积分－微分)控制这样的先进控制理论应用到实际调控过程中。
4、然而，在火电机组调峰调频中的锅炉燃烧过程具有多变量强耦合、非线性、时变及大迟延的特点，这使得传统控制手段难以实现对燃烧状态的精准调控。目前，大型燃煤锅炉的二次风等参数调节大多依赖于现场操作人员的经验，这可能导致燃烧不稳定、结焦、偏烧超温等问题，影响机组的安全和稳定运行。
5、因此，尽管火电机组调峰调频系统为人们的生产生活带来了便利，但是其复杂性和技术挑战仍然存在，需要持续的技术创新和改进来解决这些问题。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种火电机组协调控制调峰调频系统，具备精准控制燃烧状态的优点，解决了传统控制手段无法精准调控燃烧状态的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种火电机组协调控制调峰调频系统，包括实时数据采集模块、控制算法模块与管理模块；
5、所述实时数据采集模块包括：机组全负荷调峰调频智能控制单元、宽负荷运行下锅炉燃烧多目标智能寻优控制单元、宽负荷运行下锅炉环保岛智能优化控制单元和宽负荷运行下汽机滑压优化控制单元；
6、所述机组全负荷调峰调频智能控制单元用于实现机组宽负荷运行下的自动巡航，所述机组全负荷调峰调频智能控制单元通过机组传感器实时采集机组运行数据集，进行编号后，并通过网络传感器输送至控制算法模块；
7、所述宽负荷运行下锅炉燃烧多目标智能寻优控制单元用于实现锅炉燃烧的高灵活性和超低负荷运行，所述宽负荷运行下锅炉燃烧多目标智能寻优控制单元通过锅炉传感器实时采集锅炉运行数据集，进行编号后，并通过网络传感器输送至控制算法模块；
8、所述宽负荷运行下锅炉环保岛智能优化控制单元用于实现锅炉环保岛整体系统能耗最低，所述宽负荷运行下锅炉环保岛智能优化控制单元，通过与机组及锅炉的传感器相连，实时采集机组故障状态和锅炉故障状态下的运行数据集，进行编号后，并通过网络传感器输送至控制算法模块；
9、所述宽负荷运行下汽机滑压优化控制单元用于实现降低煤耗，所述宽负荷运行下汽机滑压优化控制单元通过汽机监测设备实时采集汽机运行状态数据集，进行编号后，并通过网络传感器输送至控制算法模块；
10、所述控制算法模块用于计算从实时数据采集模块获取的数据集，所述控制算法模块根据机组运行数据集与机组故障状态运行数据集计算机组运行障碍指数gul，所述控制算法模块根据锅炉运行数据集与锅炉故障状态下的运行数据集计算锅炉运行障碍指数hzj，所述控制算法模块根据汽机运行状态数据集计算汽机流量系数vr；
11、所述管理模块根据控制算法模块的计算结果，对应调节实时数据采集模块中各单元的参数。
12、优选的，所述机组全负荷调峰调频智能控制单元根据机组运行数据集特征对其进行编号，所述机组运行数据集编号为u1、u2、u3、…un。
13、优选的，所述宽负荷运行下锅炉环保岛智能优化控制单元根据机组故障状态下的运行数据集特征对其进行编号，所述机组故障状态下的运行数据集编号为l1、l2、l3、…lm。
14、优选的，所述控制算法模块根据机组运行数据集与机组故障状态运行数据集计算机组运行障碍指数gul，其计算公式为：
15、
16、公式中，gul表示机组运行障碍指数，表示机组故障状态运行数据集和，m表示统计的机组故障次数，a表示故障边缘系数，即处于故障边缘的概率，的机组运行数据集总和，n表示统计的机组总运行次数，k表示统计机组运行数据的损失概率。
17、优选的，所述宽负荷运行下锅炉燃烧多目标智能寻优控制单元根据锅炉运行数据集特征对其进行编号，所述锅炉运行数据集编号为z1、z2、z3、…zn。
18、优选的，所述宽负荷运行下锅炉环保岛智能优化控制单元根据锅炉故障状态下的运行数据集特征对其进行编号，所述锅炉故障状态下的运行数据集编号为j1、j2、j3、…jm。
19、优选的，所述控制算法模块根据锅炉运行数据集与锅炉故障状态下的运行数据集计算锅炉运行障碍指数hzj，其计算公式为：
20、
21、公式中，hzj表示锅炉运行障碍指数，表示锅炉故障运行状态类型和，m表示锅炉故障运行状态次数，表示锅炉运行状态类型总和，n表示锅炉运行状态总次数。
22、优选的，所述宽负荷运行下汽机滑压优化控制单元根据汽机运行状态数据集特征对汽机温度、汽机压力和汽机流量数据进行编号，所述汽机温度、汽机压力和汽机流量数据编号为r1、r2、r3。
23、优选的，所述控制算法模块根据汽机运行状态数据集计算汽机流量系数vr，其计算公式为：
24、
25、公式中，vr表示汽机流量系数，表示汽机在温度压力上耗损的流量能效系数，r1、r2、r3表示汽机温度、汽机压力和汽机流量数据。
26、优选的，所述管理模块根据控制算法模块的机组运行障碍指数gul、锅炉运行障碍指数hzj与汽机流量系数vr，对应调节实时数据采集模块中机组全负荷调峰调频智能控制单元、宽负荷运行下锅炉燃烧多目标智能寻优控制单元、宽负荷运行下锅炉环保岛智能优化控制单元和宽负荷运行下汽机滑压优化控制单元中的温度、压力与流量参数，并与历史数据比较，在管理模块中进行优化。
27、与现有技术相比，本发明提供了一种火电机组协调控制调峰调频系统，具备以下有益效果：
28、1、本发明通过控制算法模块，利用机组运行数据集与机组故障状态运行数据集来计算机组运行障碍指数gul，从而指导管理模块对机组全负荷调峰调频智能控制单元进行相应的机组负荷调整，当机组运行障碍指数gul低于0.8时，将机组负荷数据优化调整至15％是合理的，这种调整确保了机组能够在宽负荷运行下实现自动巡航功能。
1.一种火电机组协调控制调峰调频系统，其特征在于，包括实时数据采集模块、控制算法模块与管理模块；
2.根据权利要求1所述的一种火电机组协调控制调峰调频系统，其特征在于：所述机组全负荷调峰调频智能控制单元根据机组运行数据集特征对其进行编号，所述机组运行数据集编号为u1、u2、u3、…un。
3.根据权利要求1所述的一种火电机组协调控制调峰调频系统，其特征在于：所述宽负荷运行下锅炉环保岛智能优化控制单元根据机组故障状态下的运行数据集特征对其进行编号，所述机组故障状态下的运行数据集编号为l1、l2、l3、…lm。
4.根据权利要求3所述的一种火电机组协调控制调峰调频系统，其特征在于：所述控制算法模块根据机组运行数据集与机组故障状态运行数据集计算机组运行障碍指数gul，其计算公式为：
5.根据权利要求1所述的一种火电机组协调控制调峰调频系统，其特征在于：所述宽负荷运行下锅炉燃烧多目标智能寻优控制单元根据锅炉运行数据集特征对其进行编号，所述锅炉运行数据集编号为z1、z2、z3、…zn。
6.根据权利要求1所述的一种火电机组协调控制调峰调频系统，其特征在于：所述宽负荷运行下锅炉环保岛智能优化控制单元根据锅炉故障状态下的运行数据集特征对其进行编号，所述锅炉故障状态下的运行数据集编号为j1、j2、j3、…jm。
7.根据权利要求1所述的一种火电机组协调控制调峰调频系统，其特征在于：所述控制算法模块根据锅炉运行数据集与锅炉故障状态下的运行数据集计算锅炉运行障碍指数hzj，其计算公式为：
8.根据权利要求1所述的一种火电机组协调控制调峰调频系统，其特征在于：所述宽负荷运行下汽机滑压优化控制单元根据汽机运行状态数据集特征对汽机温度、汽机压力和汽机流量数据进行编号，所述汽机温度、汽机压力和汽机流量数据编号为r1、r2、r3。
9.根据权利要求1所述的一种火电机组协调控制调峰调频系统，其特征在于：所述控制算法模块根据汽机运行状态数据集计算汽机流量系数vr，其计算公式为：
10.根据权利要求1所述的一种火电机组协调控制调峰调频系统，其特征在于：所述管理模块根据控制算法模块的机组运行障碍指数gul、锅炉运行障碍指数hzj与汽机流量系数vr，对应调节实时数据采集模块中机组全负荷调峰调频智能控制单元、宽负荷运行下锅炉燃烧多目标智能寻优控制单元、宽负荷运行下锅炉环保岛智能优化控制单元和宽负荷运行下汽机滑压优化控制单元中的温度、压力与流量参数，并与历史数据比较，在管理模块中进行优化。
