(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210997828.3 (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 华能太原东 山燃机热电有限责任公 司 地址 030043 山西省太原市杏 花岭区杨 家 峪街道峰华街华能太原 东山燃机热电 有限责任公司 (72)发明人 杜舰川　焦旭艳　宋艳凝　李子唯　 (74)专利代理 机构 北京睿博行远知识产权代理 有限公司 1 1297 专利代理师 刘聪超 (51)Int.Cl. H02J 3/50(2006.01) H02J 3/18(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种电厂发电量自动控制系统和方法 (57)摘要 本发明涉及电厂发电控制的技术领域， 特别 是涉及一种电厂发电量自动控制系统和方法。 包 括： 数据采集模块， 数据采集模块用于采集电厂 的各机组的数据信息， 其中， 数据信息包括各机 组的有功功率数据信息、 无功功率数据信息和母 线电压数据信息； 数据处理模块， 数据处理模块 用于对数据信息进行处理， 并获得不同条件下各 机组的燃煤率； 自动控制模块， 自动控制模块用 于基于燃煤率对各机组进行最优负荷分配； 其 中， 数据采集模块的输出终端连接数据处理模 块， 数据处理模块的输出终端连接自动控制模 块。 本发明通过构建电厂静态负荷模型， 基于电 厂的无功功率平 衡的形式进行无功补偿的控制， 有效地实现了电厂发电量自动控制调节。 权利要求书3页 说明书9页 附图2页 CN 115207990 A 2022.10.18 CN 115207990 A 1.一种电厂发电量自动控制系统， 其特 征在于， 包括： 数据采集模块， 所述数据采集模块用于采集所述电厂的各机组的数据信息， 其中， 所述 数据信息包括各 所述机组的有功 功率数据信息、 无功 功率数据信息和母线电压数据信息； 数据处理模块， 所述数据处理模块用于对所述数据信息进行处理， 并获得不同条件下 各所述机组的燃 煤率； 自动控制模块， 所述自动控制模块用于基于所述燃煤率对各所述机组进行最优负荷分 配； 其中， 所述数据采集模块的输出终端连接所述数据处理模块， 所述数据处理模块的输 出终端连接所述自动控制模块。 2.根据权利要求1所述的一种电厂发电量自动控制系统， 其特 征在于， 所述数据处理模块还用于基于所述有功功率数据信 息、 所述无功功率数据信 息和所述 母线电压数据信息建立所述电厂的静态负荷模型， 基于所述静态负荷模型， 通过预设的无 功功率平衡公式判定所述电厂的无功 功率是否满足所述静态负荷模型的无功 功率平衡； 所述无功 功率平衡公式表达如下： QGC‑QLD‑QL=QRES， 式中， QGC表示所述电厂提供的无功功率总和， QLD表示所述电厂的无功功率总和， QL表示 所述电厂的无功损耗总和， QRES表示所述电厂的无功 功率的备用值； 当QRES>0时， 确定所述电厂的无功功率能够保持平衡， 所述电厂的无功功率具有备用 值， 无需对所述电厂 进行无功补偿； 当QRES<0时， 确定所述电厂的无功功率不能够保持平衡， 所述电厂的无功功率不具有备 用值， 需要对所述电厂 进行无功补偿； 所述数据处理模块还用于基于所述母线电压数据信 息， 判定所述电厂的无功功率是否 满足所述静态负荷模型的无功 功率平衡， 其中， 所述母线电压数据信息包括母线的电压； 当所述母线的 电压不能达到预设电压值时， 各所述机组自动增加无功功率的输出值， 其中， 各所述机组自动增 加的无功 功率的输出值小于等于各 所述机组的额定范围值； 当所述母线的电压超过预设电压值 时， 各所述机组自动降低无功功率的输出值， 其中， 各所述机组自动降低的无功 功率的输出值小于等于各 所述机组的无功范围设定值。 3.根据权利要求1所述的一种电厂发电量自动控制系统， 其特征在于， 所述数据处理模 块用于对所述数据信息进行处 理， 包括： 获取当前各所述机组 的所述数据信 息， 基于所述数据信 息实时计算各所述机组 的煤耗 率； 基于接收到的所述电厂负荷的指令信息， 根据各 所述机组的限制条件建立约束函数； 基于所述约束函数， 通过蚁群算法获得最优分配策略。 4.根据权利要求3所述的一种电厂发电量自动控制系统， 其特征在于， 所述约束函数包 括： 当接收所述指令信息后， 计算当前接 收到的所述指令信息与上一次所接 收到的电厂负 荷的指令信息的差值， 当所述差值的绝对值≤5MW时， 分配给当前各所述机组中负荷率最低 的机组， 当所述差值的绝对值≥5 MW， 平均分配给当前 各所述机组。 5.根据权利要求3所述的一种电厂发电量自动控制系统， 其特征在于， 所述蚁群算法包 括： 对各所述机组的发电量进行初始化， 并基于各 所述机组的发电量， 生成电压负荷矩阵；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115207990 A 2基于所述电压负荷矩阵随机生成一个初始机组负荷值， 检验是否满足约束函数， 当不 满足所述约束函数时， 重新生成一个初始机组负荷值， 直至所述初始机组负荷值满足所述 约束函数； 基于预设的机组负荷上限确定扰动区间， 并从扰动区间中随机选取一个数值作 为适应度函数值； 更新各所述机组的初始发电量， 计算各 所述机组的发电量差值； 当目标机组的所述发电量差值与所述适应度函数值的和≥0时， 确定所述目标机组的 发电量为更新后的新发电量； 当目标机组的所述发电量差值与所述适应度函数值的和＜0时， 确定所述目标机组的 发电量为更新后的前次发电量； 计算发电所需的总煤耗， 基于所述扰动区间， 确定最小煤耗值， 并得到最小燃煤值的燃 煤率， 基于所述燃 煤率对各 所述机组进行最优负荷分配。 6.一种电厂发电量自动控制方法， 其特 征在于， 包括： 步骤S1： 采集所述电厂的各机组的数据信 息， 其中， 所述数据信息包括各所述机组的有 功功率数据信息、 无功 功率数据信息和母线电压数据信息； 步骤S2： 对所述数据信息进行处 理， 并获得不同条件下 各所述机组的燃 煤率； 步骤S3： 基于所述燃 煤率对各 所述机组进行最优负荷分配； 其中， 所述数据采集模块的输出终端连接所述数据处理模块， 所述数据处理模块的输 出终端连接所述自动控制模块。 7.根据权利要求6所述的一种电厂发电量自动控制方法， 其特征在于， 所述步骤S2中还 包括： 基于所述有功功率数据信 息、 所述无功功率数据信 息和所述母线电压数据信 息建立所 述电厂的静态负荷模型， 基于所述静态负荷模型， 通过预设的无功功率平衡公式判定所述 电厂的无功 功率是否满足所述静态负荷模型的无功 功率平衡； 所述无功 功率平衡公式表达如下： QGC‑QLD‑QL=QRES， 式中， QGC表示所述电厂提供的无功功率总和， QLD表示所述电厂的无功功率总和， QL表示 所述电厂的无功损耗总和， QRES表示所述电厂的无功 功率的备用值； 当QRES>0时， 确定所述电厂的无功功率能够保持平衡， 所述电厂的无功功率具有备用 值， 无需对所述电厂 进行无功补偿； 当QRES<0时， 确定所述电厂的无功功率不能够保持平衡， 所述电厂的无功功率不具有备 用值， 需要对所述电厂 进行无功补偿； 所述数据处理模块还用于基于所述母线电压数据信 息， 判定所述电厂的无功功率是否 满足所述静态负荷模型的无功 功率平衡， 其中， 所述母线电压数据信息包括母线的电压； 当所述母线的 电压不能达到预设电压值时， 各所述机组自动增加无功功率的输出值， 其中， 各所述机组自动增 加的无功 功率的输出值小于等于各 所述机组的额定范围值； 当所述母线的电压超过预设电压值 时， 各所述机组自动降低无功功率的输出值， 其中， 各所述机组自动降低的无功 功率的输出值小于等于各 所述机组的无功范围设定值。 8.根据权利要求6所述的一种电厂发电量自动控制方法， 其特征在于， 所述步骤S2中对 所述数据信息进行处 理， 包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115207990 A 3