本发明涉及发电机组冷端优化，特别是一种火力发电机组冷端优化运行方法及系统。
背景技术：
1、当前国内新建火电厂大多建设了数字化移交系统，通过电厂基建期数字化移交可广泛采集电厂主辅机设备的设计资料、施工资料及安装调试信息，并实现与三维模型的挂接，为电厂智慧生产运营系统的研发实现将奠定坚实的数据基础。电厂dcs系统是实现电厂生产与调节的控制系统，将根据机组自身的状态及外部环境的变化，通过逻辑组态实现自动控制。
2、智能发电及智慧生产运营系统的概念从二十世纪末出现，一直是国内外电力行业建设者热衷的话题和追逐的目标。在智能发电及智慧生产运营系统中，更多的关注于“趋势预警与智能故障诊断、设备优化管理、热力性能分析、智能现场作业管理、智能风险预控、智能决策管理、安全管理”等。德国西门子、美国ge、艾默生、瑞士abb等公司为代表的大型企业也提出了机组优化运行和优化控制的方案，但电厂冷端优化运行系统没有在电厂中进行大面积推广应用。
3、从目前国内智慧生产运营系统的建设和应用情况来看，我国企业在“智能发电”领域中进行了相关探索，智能化相关应用更多的侧重于智能信息集成展示以及智能管理等层面，还缺乏针对发电高效运行、节能降耗、智能经营的深度应用，国内在智慧生产运营系统建设中智能化管理与发电生产之间存在一定的脱节，缺乏从整体上对“智能发电”进行设计和规划，各系统之间缺乏紧密联系，没有建立起产品生态和业务生态，投资收益不明显，智能发电厂的建设规划仍有待于进一步深入和提升。
技术实现思路
1、鉴于现有的火力发电机组冷端优化运行方法存在的问题，提出了本发明。因此，本发明所要解决的问题在于如何提供一种火力发电机组冷端优化运行方法及系统。
2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
3、第一方面，本发明提供了一种火力发电机组冷端优化运行方法，其包括，设置监测计量仪表和气象监测点，采集机组冷端优化运行实时监测数据并进行数据预处理；根据实时监测数据和设备原始数据进行冷端数据分析，构建冷端优化运行模型，以机组冷端运行费用最小为目标函数进行优化计算分析；获取机组冷端运行费用最小时所需循环冷却水流量，控制循环水泵组合方式，进行冷端系统运行优化。
4、作为本发明所述火力发电机组冷端优化运行方法的一种优选方案，其中：所述监测数据包括机组负荷、凝汽器监测数据、冷却设施监测数据、循环水泵监测数据以及气象参数；凝汽器监测数据包括凝汽器进出水水温、压力和真空度；冷却设施监测数据包括冷却塔竖井水位、进水水温和流量；循环水泵监测数据包括循环水泵出口压力、流量、电机功耗以及吸水池水位；气象参数包括干球温度、湿球温度或相对湿度、大气压力以及风速。
5、作为本发明所述火力发电机组冷端优化运行方法的一种优选方案，其中：所述进行冷端数据分析包括冷却塔热力性能分析、循环水泵运行分析、凝汽器运行分析、管路特性运行分析以及机组负荷分析；所述冷却塔热力性能分析包括以下步骤，收集给定时间窗口内的湿球温度，干球温度，进出水温差，空气流量，冷却塔冷却面积，构建冷却塔热力性能计算模型，计算冷却塔热力性能，相关计算公式如下：
6、
7、式中，ηb是冷却塔冷却效率，qe是蒸发散热量，qt是总散热需求，twb是湿球温度，tdb是干球温度，δt是进出水温差，va是冷却塔空气流量，ac是冷却塔冷却面积，a,b,c,d,e为根据历史数据拟合的常数。
8、作为本发明所述火力发电机组冷端优化运行方法的一种优选方案，其中：所述循环水泵运行分析包括计算实际运行时的流量和压头，得到实际压差，获取循环水泵的设备原始数据计算循环水泵运行分析系数，计算当前运行下的循环水泵效率，相关计算公式如下：
9、
10、式中，ηp为循环水泵效率，η0是新泵效率，kl和γ是与磨损和偏离最佳工况相关系数，m是经验指数，δpa和δpd分别是实际和设计压头差，q是流量，qo是最优流量点。
11、作为本发明所述火力发电机组冷端优化运行方法的一种优选方案，其中：所述凝汽器运行分析包括进行凝汽器水阻分析和端差分析；记录各段管束的流量、管束面积，凝汽器进出水温、蒸汽饱和温度、环境温度，计算凝汽器水侧压降和端差，相关计算公式如下：
12、
13、δte＝ti-ts-(to-tc)
14、式中，δpc为凝汽器水侧压降，δte为端差，qi为各段管束的流量，ai为管束面积，ti和to分别为凝汽器进出水温，ts为蒸汽饱和温度，ta为环境温度；所述管路特性运行分析包括以下步骤，绘制循环水系统布局，包括直管段、弯头、阀门、过滤器部件的位置和尺寸，记录循环水的物理特性，收集不同工况下的流量、压力、温度实时运行数据；将整个系统划分为若干个分析单元，每个单元包含一段直管或一个关键配件，标记每个单元的特征，区分直管、弯头、阀门不同类型的阻力来源；查阅制造商手册，获取直管摩擦系数、弯头和阀门的阻力系数，进行静态阻力分析，评估各直管段的沿程阻力和计算部件局部阻力；分析不同流量下，流态转变对阻力的影响，考虑温度变化对流体粘度的影响；将各单元的阻力值相加，使用软件模拟辅助计算系统总阻力，进行敏感性测试，改变单个变量，分析对系统总阻力的敏感性，建立定期检查机制，监控系统管路特性运行状态。
15、作为本发明所述火力发电机组冷端优化运行方法的一种优选方案，其中：所述目标函数的表达式如下：
16、
17、式中，z为机组冷端运行费用，为电力购买成本，是时间t时的电价，为循环水泵机组在时间t时出力，t0为监测初始时间，tf为监测最终时间，kp为电力成本权重系数、kc为燃煤成本权重系数、nc为燃煤成本指数；mc(t)是时间t时的燃煤消耗量，ηc是燃煤转换平均效率。
18、作为本发明所述火力发电机组冷端优化运行方法的一种优选方案，其中：所述获取机组冷端运行费用最小时所需循环冷却水流量包括以下步骤，收集机组冷端热负荷、循环水泵性能数据、冷却塔性能参数、管路特性和环境条件，评估现有系统的运行状态，包括泵组配置、并联方式和备用泵数量；基于历史运行数据或设计参数，确认机组冷端的热负荷变化范围，根据热负荷和设计温差，获取初步所需冷却水流量；获取各循环水泵在不同流量下的效率曲线，计算不同流量下的泵组能耗，分析冷却塔在不同进水温度和流量下的效率；根据目标函数设定约束条件，包括循环水泵的运行范围和冷却水温差要求，获取最终所需冷却水流量，控制循环水泵组合方式；所述控制循环水泵组合方式包括以下步骤，根据流量需求，划分循环水泵等级，包括低流量级、中流量级、高流量级，每一级别至少配置一台泵，泵的类型和规格根据流量范围的效率最高点选取；同一级别的泵采用并联连接，首先启动效率最高的泵，当系统监测到当前流量不能满足需求时，根据流量差值决定是否启动下一级泵；若当前流量差值高于历史流量差值时，则决定启动下一级泵，若当前流量差值低于历史流量差值时，则决定不启动下一级泵；若流量需求在两个泵级之间时，采用变频控制调整当前运行泵的流量，调节每台泵的入口或出口阀门开度，维持泵间流量均衡；系统中保留总需求20％的备用泵容量，实时监测泵的工作指标，当发现异常时，立即触发备用泵启动程序，同时将异常泵切换至待机或维修状态，并通过报警系统通知维护人员。
19、第二方面，本发明提供了一种火力发电机组冷端优化运行系统，其包括：监测模块，用于设置监测计量仪表和气象监测点，采集机组冷端优化运行实时监测数据并进行数据预处理；分析模块，用于根据实时监测数据和设备原始数据进行冷端数据分析，构建冷端优化运行模型，以机组冷端运行费用最小为目标函数进行优化计算分析；优化模块，用于获取机组冷端运行费用最小时所需循环冷却水流量，控制循环水泵组合方式，进行冷端系统运行优化。
20、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述处理器执行所述计算机程序时实现火力发电机组冷端优化运行方法的步骤。
21、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现火力发电机组冷端优化运行方法的步骤。
22、本发明有益效果为实时捕获机组冷端关键运行参数，有效提升系统响应速度和优化决策的可靠性，减少因数据不准确导致的能源浪费和设备损坏风险。能够在多种运行场景下快速寻找到成本最低的运行模式，显著降低运行费用，提升经济效益，同时优化资源分配，增强系统的可持续性。精准调控循环冷却水量，减少不必要的能耗，降低水处理成本，避免过度冷却导致的能源浪费。通过智能化泵组控制，提高整体系统的灵活性和响应速度，增强对环境变化的适应能力，在确保设备安全稳定运行的前提下，最大化节能减排效果。
1.一种火力发电机组冷端优化运行方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的火力发电机组冷端优化运行方法，其特征在于：所述监测数据包括机组负荷、凝汽器监测数据、冷却设施监测数据、循环水泵监测数据以及气象参数；凝汽器监测数据包括凝汽器进出水水温、压力和真空度；冷却设施监测数据包括冷却塔竖井水位、进水水温和流量；循环水泵监测数据包括循环水泵出口压力、流量、电机功耗以及吸水池水位；气象参数包括干球温度、湿球温度或相对湿度、大气压力以及风速。
3.如权利要求2所述的火力发电机组冷端优化运行方法，其特征在于：所述进行冷端数据分析包括冷却塔热力性能分析、循环水泵运行分析、凝汽器运行分析、管路特性运行分析以及机组负荷分析；
4.如权利要求3所述的火力发电机组冷端优化运行方法，其特征在于：所述循环水泵运行分析包括计算实际运行时的流量和压头，得到实际压差，获取循环水泵的设备原始数据计算循环水泵运行分析系数，计算当前运行下的循环水泵效率，相关计算公式如下：
5.如权利要求4所述的火力发电机组冷端优化运行方法，其特征在于：所述凝汽器运行分析包括进行凝汽器水阻分析和端差分析；
6.如权利要求5所述的火力发电机组冷端优化运行方法，其特征在于：所述目标函数的表达式如下：
7.如权利要求6所述的火力发电机组冷端优化运行方法，其特征在于：所述获取机组冷端运行费用最小时所需循环冷却水流量包括以下步骤，
8.一种火力发电机组冷端优化运行系统，基于权利要求1～7任一所述的火力发电机组冷端优化运行方法，其特征在于：包括，
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～7任一所述火力发电机组冷端优化运行方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一所述火力发电机组冷端优化运行方法的步骤。
