鑒于電廠的大型化、現(xiàn)代化和電網(wǎng)調(diào)峰問題的日益突出，機組不可能全部在設(shè)計經(jīng)濟工況下運行，存在一個電廠內(nèi)各機組間進行負荷合理分配的問題，即所謂經(jīng)濟調(diào)度，以取得全廠和整個電力系統(tǒng)的zui大經(jīng)濟效益。隨著大機組的逐步投運，電廠內(nèi)多臺大型機組并列運行的情況普遍存在。在現(xiàn)有的條件下，實行機組負荷的*分配，即一定負荷在電廠多臺機組間的優(yōu)化分配問題受到關(guān)注。如有報道，某廠2臺600MW的超臨界機組，按等微增煤耗的原則進行優(yōu)化調(diào)度，每天比平均分配負荷可節(jié)約（4～5）t標準煤[5]。實踐表明，火力發(fā)電廠內(nèi)實現(xiàn)單元機組的負荷經(jīng)濟調(diào)度可節(jié)約1％左右的煤，節(jié)能效果相當可觀[6]。
　　
　　1動態(tài)規(guī)劃原理
　　
　　（1）基于貝爾曼（Bellman）*化原理的動態(tài)規(guī)劃是運籌學的一個重要分支。貝爾曼*化原理指出：一個過程的*策略具有不論zui初的狀態(tài)和決策是什么，其以后的決策對于由zui初的決策所產(chǎn)生的狀態(tài)而言，總是一個*的策略。其實質(zhì)是將n個多變量函數(shù)的*分配問題轉(zhuǎn)化為n步遞推函數(shù)的優(yōu)化問題。應(yīng)用于機組負荷*分配的遞推關(guān)系式為：　　（2）從i＝1開始，直至第j步，完成j臺機組*分配負荷L的步驟。其中的每一步運算均為某項能耗特性的數(shù)學比較（zui小運算）。機組負荷分配采用動態(tài)規(guī)劃的原理進行，實際上是一種算法的簡化，由于利用了上一級負荷優(yōu)化調(diào)度的結(jié)果，每次運算都是一臺真實機組與另一臺虛擬聯(lián)合機組之間在約束下的尋優(yōu)。對于并列運行機組臺數(shù)j越多，則效果越明顯。即使如此，采用人工手算亦顯繁瑣，一般利用計算機實現(xiàn)。
　　
　　2300MW機組*負荷分配
　　
　　（1）湛江電廠4X300MW機組型號為N30016．7／535／535-3，均為東方汽輪機廠制造。2000年1月4日至2月3日，對已投入商業(yè)運行的（1～3）號機組進行了能量平衡試驗。在鍋爐zui低不投油穩(wěn)燃負荷（設(shè)計約50％一60％）至額定負荷之間，不同負荷下機組的能耗（煤耗）特性數(shù)據(jù)見表1，相應(yīng)的發(fā)電煤耗特性曲線見圖1。
　　（2）從表1和圖1可見，從能耗（發(fā)電煤耗）特性看，近期投產(chǎn)的機組優(yōu)于前期投產(chǎn)的機組，3號機優(yōu)于2號機，而2號機又優(yōu)于1號機。每臺機組的能耗隨著接近額定負荷而逐漸下降，在部分負荷與額定負荷之間存在比較大的煤耗差，如1號機差值為11．84g／（kW．h），這決定了在并列運行機組間可采用負荷*分配策略，預(yù)期可取得較大的節(jié)能效益。
　　
　　（3）以表1的能耗特性為調(diào)度基礎(chǔ)，按編制的計算機分析程序進行計算，輸出為負荷L分配給1臺機組（U3號機），2臺機組（U2+U3聯(lián)合機組）和3臺機組（U1+U2+U3聯(lián)合機組）的結(jié)果，即得到本問題的解（部分結(jié)果見表2），優(yōu)化調(diào)度負荷曲線見圖3。
　　
　　（4）從表2及圖3可見，全廠負荷在495MW至585MW之間時，負荷的增加以2號機為主，之后將3號機負荷加至270MW，維持1、3號機負荷，負荷的增加由2號機承擔，之后加負荷以1號機為主。由此可見，負荷增加時基本遵循優(yōu)先升煤耗較小的3號機，然后是2號機，zui后才是煤耗zui大的1號機，降負荷時情況相反。在保證各臺機組均運行在zui小穩(wěn)燃負荷至額定負荷之間的各典型負荷點厶，采用*負荷分配的策略均比平均分配負荷煤耗低，降低值約在0～12．97g／（kW·h）之間，平均5．87g／（kW·h）。按1999年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國發(fā)電設(shè)備中火電機組的平均年利用率
　　
　　4811h計，并設(shè)負荷率為80％左右，每年可節(jié)約標煤1976．84t，節(jié)能效果明顯。
　　
　　（5）從節(jié)約煤耗來看，當總分配負荷L在（555—825）MW之間時，優(yōu)化調(diào)度的節(jié)約效果較為明顯（見圖2）。從動態(tài)規(guī)劃的計算過程來看，在此范圍內(nèi)，滿足總負荷等于給定值，而每臺機組的負荷范圍在要求之內(nèi)的組合較多，可能選擇的*組合加權(quán)能耗（煤耗）比平均分配負荷小得更多。它表明，實際運行中的調(diào)度在該范圍之內(nèi)更應(yīng)盡量按優(yōu)化調(diào)度策略進行。
　　
　　3機組負荷*分配若干問題的探討
　　
　　3．1各種負荷*調(diào)度方法分析比較
　　
　　機組負荷*分配常用的方法有等微增法、線性規(guī)劃法、動態(tài)規(guī)劃法、隨機模式尋優(yōu)法以及zui近提出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算法等，它們各有優(yōu)缺點。等微增法建立在古典變分學原理的基礎(chǔ)上，要求總的煤耗目標函數(shù)為凸函數(shù)，對機、爐及其不同組合的微增率曲線有嚴格的精度要求；線性規(guī)劃法要求機組的能耗特性為線性或接近線性；隨機模式尋優(yōu)法必須在計算機的支持下進行；而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化計算方法，是將優(yōu)化計算過程轉(zhuǎn)換為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)演化過程，概念比較清晰”’；動態(tài)規(guī)劃方法則避開了機組的等微增率，對機組的特性無特殊要求，且適且于不同機型機組的優(yōu)化。本文對3臺300MW并列運行機組的優(yōu)化分配結(jié)果表明，直接利用試驗數(shù)據(jù)進行計算機分析，比較方便。
　　
　　3．2機組微增特性獲取
　　
　　對于利用到機組微增特性的分配方法，微增出力的獲取方式值得探討。機組的試驗結(jié)果一般為一組不同負荷Ni下穩(wěn)定狀態(tài)時的煤耗Bi（或熱耗），在認為微增特性為線性關(guān)系的條件下，將月＝f（N）擬合成平方關(guān)系，利用擬合公式求導(dǎo)數(shù)，得到機組微增出力特性線（直線），然后按該特性線讓微增相等進行負荷分配c5，。在此，數(shù)據(jù)的擬合一般是按zui小二乘的原理進行，其僅表明在所有試驗點上誤差的平方和zui小。按該原則擬合的公式再求導(dǎo)數(shù)，該導(dǎo)數(shù)值精度并不能得到保證，而據(jù)此進行的負荷分配是否*也值得探討。
　　
　　3．3能耗特性分析
　　
　　在進行機組煤耗獲取試驗時，按機組負荷調(diào)度的宗旨，運行狀態(tài)應(yīng)盡量接近正常，但如果按正常運行狀態(tài)進行試驗，某些中間量則無法確定，結(jié)果不確定度較大；若按熱力試驗的條件，如國家標準或ASME標準中系統(tǒng)補水量、熱力系統(tǒng)的隔離、機組運行方式（定、滑壓）等，均與正常運行的條件相差較遠，其結(jié)果用于正常運行機組的負荷優(yōu)化調(diào)度亦不恰當。正確的試驗應(yīng)充分考慮整個電廠，并計及公用系統(tǒng)，在機組正常運行的條件下進行。
　　
　　3．4運行能耗與啟停能耗
　　
　　本文的優(yōu)化調(diào)度僅考慮了機組的運行能耗，綜合考慮運行能耗、啟停能耗和啟停時間的優(yōu)化調(diào)度方法即機組的*組合問題，實用的算法主要有優(yōu)先次序法和動態(tài)規(guī)劃法[17]。由于在啟停機時，涉及機組運行的壽命管理、電網(wǎng)調(diào)度要求、運行人員操作復(fù)雜性增加等，單從經(jīng)濟上來考慮是沒有可比性的，目標函數(shù)的建立很難一概而論，難免牽強。因而，在啟停機時考慮更多的不是經(jīng)濟性，而是機動性和安全性。
　　
　　3．5經(jīng)濟性和可靠性的統(tǒng)一
　　
　　電力企業(yè)必須堅持“安全*，預(yù)防為主”的基本生產(chǎn)方針，在機組優(yōu)化調(diào)度時必須考慮安全性，即機組的*負荷分配應(yīng)基于經(jīng)濟性和可靠性的統(tǒng)一，在保障機組安全運行的前提下，進行經(jīng)濟調(diào)度。
　　
　　4結(jié)語
　　
　　隨著電力事業(yè)的不斷發(fā)展，目前300MW機組已成為我國電網(wǎng)的主力機組，多臺300MW機組并列的大型電廠已成為電網(wǎng)的主力電廠。推行并列運行機組間的負荷優(yōu)化調(diào)度策略，不僅投資省，而且節(jié)能*。優(yōu)化調(diào)度的工作重點在于機組能耗特性的獲取和實施簡便。在當前燃料價格和電網(wǎng)新形式下，負荷*分配更具有現(xiàn)實意義，它綜合反映了電廠運行管理水平。應(yīng)盡快建立機組負荷優(yōu)化調(diào)度方面的方針政策，包括技術(shù)和管理方面，使之成為電廠正常運行的基本內(nèi)容之一。