動力包系統及動力包系統優化方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電站裝備的變頻應用技術領域，尤其涉及一種動力包系統及動力包系統優化方法。
【背景技術】
[0002]目前，進行變頻改造的電站系統(如火力發電系統)，一般包括變頻器、電機、負載(如風機或凝栗、壓縮機等)及上位系統等部件。在實際應用中，一般是上位系統發出控制指令至變頻器，以控制并驅動電機的運轉，進而帶動負載工作，從而達到預定控制的目標。
[0003]當前火電廠系統中的電機和變頻系統主要是采用通用的矢量控制或VVVF控制策略，而這些控制策略多是基于磁場恒定控制模塊的前提下工作的，且對于包括負載在內的整個系統的閉環控制則是多采用PID方式進行操作，即整個控制系統在設置調試完成后，不論負載是否變化，該系統的控制策略均不會有所改變，進而會在諸如負載等系統內的部件發生變化時，會使得其功耗消耗較大，造成能源的浪費。
[0004]另外，由于系統中的各個設備是離散供貨，就會使得系統內各設備參數的匹配不能達到最優，而若負載隨著電廠工況產生變化時，由于傳統的控制系統不具備對于包括負載在內的系統整體關鍵信息的整合與優化條件，故難以追蹤系統的最大效率點，且在負載有較大變化情況下，其存在調整時間過長、設備運行不平穩等諸多缺陷，這樣就會使得采用傳統的控制策略的冷卻系統其運行效率無法處于最優狀態，進而進一步造成能源浪費。
[0005]同時，在整個系統中，變頻器的輸出決定了電機的運行狀態，而電機的運行效率又與負載相關，且電機的運行狀態又決定了負載的效率，而由于傳統的控制系統沒有對變頻器、電機、負載統一建模優化(即只能按照既定程式輸出控制指令)，無法確保整個系統具有較佳的工作效率，進而會進一步的加劇系統能量的浪費。
【發明內容】
[0006]針對上述存在的問題，本發明記載了一種動力包系統及動力包系統優化方法，通過對于系統最優效率的追蹤控制，從而可有效避免工業系統的控制過程出現諸如大馬拉小車等能量的浪費，即能夠以最小的功率消耗，實現系統內各設備間的最優運行匹配，可實現在傳統變頻控制的基礎上再節能3%?8%，進而能夠在降低能耗的同時大大提升電廠的經濟效益；同時，本申請中的技術方案中基于全集成優化控制策略的動力包系統還有利于傳統工業系統(如火電廠等)的集成化、智能化升級，進而有助于整個產業鏈的升級改造。
[0007]為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為:
[0008]—種動力包系統，可應用于電站系統的變頻改造(如發電廠工廠管網冷卻系統的變頻改造等)，所述動力包系統，包括:
[0009]負載設備，如凝栗等，作為所述動力包系統(如變頻改造后的發電廠管網冷卻系統)的執行設備，以對目標變量進行有效控制；
[0010]驅動設備，驅動所述負載設備工作；
[0011]變頻器，與所述驅動設備連接，以通過調整所述驅動設備的供電電能來控制所述負載設備的運行；
[0012]動力包控制設備，分別與所述負載設備、所述驅動設備和所述變頻器連接；
[0013]其中，所述動力包控制設備獲取并根據所述動力包系統中各設備的參數，輸出優化指令至所述負載設備和/或所述驅動設備和/或所述變頻器，以對所述動力包系統的運行效率進行優化。
[0014]作為一個優選的實施例，上述的動力包系統中:
[0015]所述動力包系統中各設備的參數均包括屬性參數和實時運行參數。
[0016]作為一個優選的實施例，上述的動力包系統中所述動力包控制設備包括:
[0017]動力包系統參數模型單元，存儲有所述動力包系統中各設備的屬性參數；
[0018]智能系統狀態觀測器，分別與所述動力包系統中各設備連接，以實時獲取所述各設備的實時運行參數；
[0019]智能運行模式發生器，分別與所述動力包系統參數模型單元和所述智能系統狀態觀測器連接；以及
[0020]智能預測補償器，分別與所述智能系統狀態觀測器、所述智能運行模式發生器及所述變頻器連接；
[0021]其中，所述智能系統狀態觀測器中存儲有基于所述動力包系統準確參數的數學觀測模型，以根據所述實時運行參數和所述數學觀測模型輸出當前實際運行效率;所述智能運行模式發生器根據接收的所述屬性參數、所述實時運行參數、所述當前實際運行效率和工況參數輸出理論最優指令和下一時間單元效率理論值;所述智能預測補償器根據接收的所述當前實際運行效率和所述下一時間單元效率理論值對所述理論最優指令進行補償，以輸出所述優化指令至所述負載設備和/或所述驅動設備和/或所述變頻器。
[0022]作為一個優選的實施例，上述的動力包系統中:
[0023]所述智能系統狀態觀測器通過傳感器分別與所述動力包系統中的所述負載設備和所述驅動設備各設備連接，以獲取所述負載設備的實時運行參數和所述驅動設備的實時運行參數；以及
[0024]所述智能系統狀態觀測器通過通訊方式直接與所述變頻器連接，以獲取所述變頻器的實時運行參數。
[0025]作為一個優選的實施例，上述的動力包系統還包括:
[0026]遠程監控設備，與所述智能運行模式發生器連接，以用于輸入所述工況參數至所述智能運行模式發生器及顯示所述動力包系統當前的工作狀態。
[0027]作為一個優選的實施例，上述的動力包系統中:
[0028]所述驅動設備為感應電機，所述負載設備包括風機和/或凝栗和/或壓縮機等；
[0029]其中，所述感應電機驅動所述風機和/或所述凝栗和/或壓縮機等負載設備工作。
[0030]本申請還提供了一種動力包系統優化方法，可基于上述任意一項所述的動力包系統，所述方法包括:
[0031]對所述動力包系統中各設備進行優化匹配后，將各設備的屬性參數輸入至動力包系統參數模型單元；
[0032]利用存儲有基于所述動力包系統準確參數的數學觀測模型的智能系統狀態觀測器獲取所述動力包系統中各設備的實時運行參數，且該智能系統狀態觀測器基于所述數學觀測模型并根據所述實時運行參數和所述屬性參數輸出當前實際運行效率；
[0033]根據輸入的工況參數，所述智能運行模式發生器利用接收的所述屬性參數、所述實時運行參數和所述當前實際運行效率輸出理論最優指令至負載設備和/或驅動設備和/或變頻器，以對所述動力包系統的運行效率進行優化。
[0034]作為一個優選的實施例，上述的動力包系統優化方法中，所述智能運行模式發生器根據接收的所述屬性參數、所述實時運行參數、所述當前實際運行效率和所述工況參數輸出下一時間單元效率理論值，所述方法還包括:
[0035]智能預測補償器根據接收的所述當前實際運行效率和所述下一時間單元效率理論值對所述理論最優指令進行補償，以輸出所述優化指令至負載設備和/或驅動設備和/或變頻器，以對所述動力包系統的運行效率進行優化。
[0036]作為一個優選的實施例，上述的動力包系統優化方法還包括:
[0037]利用遠程監控設備輸入所述工況參數至所述智能運行模式發生器及顯示所述動力包系統當前的工作狀態。
[0038]作為一個優選的實施例，上述的動力包系統優化方法中:
[0039]所述驅動設備為感應電機，所述負載設備包括風機和/或凝栗和/或壓縮機；
[0040]其中，所述感應電機驅動所述風機和/或所述凝栗和/或所述壓縮機工作。
【附圖說明】
[0041]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明及其特征、夕卜形和優點將會變得更加明顯。在全部附圖中相同的標記指示相同的部分。并未可以按照比例繪制附圖，重點在于示出本發明的主旨。
[0042]圖1是本發明實施例一所提供的動力包系統的結構示意圖；
[0043]圖2是圖1中動力包控制設備的結構及連接關系示意圖；
[0044]圖3是本發明實施例二所提供的動力包系統優化方法的流程圖；
[0045]圖4是本發明實施例中以凝栗作為負載設備時進行優化的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0046]下面結合附圖和具體的實施例，對本發明作進一步的說明，但是不作為本發明的限定。
[0047]實施例一:
[0048]圖1是本發明實施例一所提供的動力包系統的結構示意圖，圖2是圖1中動力包控制設備的