一、热力系统优化方法

随着计算机技术的应用，使火电厂的优化运行前景更为广阔。用数学规划理论对回热参数、机组变压运行时初压设定、给水分配、循环水分配、补水量分配等，均可以在考虑各种因素条件下找出最优化方案，在工程实用中取得明显地经济效益。

1、供热系统优化

（1）供热方式优化：这方面的优化大多以技术经济性指标最佳为目标进行优化，主要决定供热半径及供热参数和供热管网的走向。

（2）热化系统优化：大多是从技术指标出发，以单位热负荷的节煤费用、单位热负荷所节约的年计算费用及追加投资费用回收期为目标函数，建立目标优化规划，用直接寻优的黄金分割法进行优化计算。主要用来决定供热区域内供热机组和调峰锅炉房供热量的比例。

（3）热电联产系统多目标优化规划：这是建立在现代多目标定量决策技术—多目标规划技术基础上的优化方法。它可以建立热电联产系统多目标规划数学模型，其中包括单位节能量投资、投资回报年限、单位热负荷节能量等目标，对各目标均可进行定量分析计算，并由此求得最佳方案。

2、全厂优化

（1）全厂优化方法

①等微增率法：这种方法建立在古典变分原理基础上，简单易懂，便于使用，是目前电厂实际电热负荷经济调度的主要方法，但该方法存在不少缺点。

A．从数学规划理论角度看，其寻优方法比较陈旧、落后；

B．必须对煤耗特性曲线做线性的简化处理，由此会带来较大的误差；

C．对煤耗特性曲线有较苛刻的要求。只有当各机组的煤耗微增率曲线都为连续可微的单调增凸函数时，按等微增率分配的负荷才最经济，否则，结果可能是最不经济的；

对于并列运行的供热机组做热电负荷分配时，若各机组的热电负荷同时变化，很难用能耗微增率的形式来较为清晰地表达目标函数，从而使它的应用遇到很大的困难。因此，等微增率法已不适用于较为精细的负荷分配优化计算。

②线性规划法和动态规划法。

③非线性规划法。这种方法常用来研究机组间负荷优化调度问题，他是根据电厂提供的机组热力试验数据构造一组描述由并列运行机组所构成的系统实际运行过程的数学模型，并用非线性规划方法求得最优方案。

（2）给水系统优化：从热经济角度有一定研究，建立目标函数，充分考虑各种约束条件，建立优化模型，采用动态规划方法来进行求解。

（3）循环水系统优化：从技术经济指标出发，建立模型，进行优化设计与计算，进行“冷端”的最优化处理。

（4）补水最佳分配：在按母管制运行的电厂中，这是一个重要课题。一般以全厂煤耗量为目标函数，根据全厂补水系统具体特点建立约束条件，并用单纯形法等优化方法求得最优方案。

3、单机优化

（1）给水回热优化，这方面，从热经济性的角度和技术经济性的角度都作了比较深入研究：

①早期优化方法：等焓升法、等温升法、几何级数法及针对再热机组的“中间点”法。都以多元函数求导、求极值的方法为基础，由于各种条件限制，不得不对热力系统作各种简化。

②矩阵多面体法：它以常规热平衡法为基础，考虑了热力系统的具体特点和各种实际因素，将各加热器的热平衡和质平衡方程组成的方程组化为矩阵方程，在计算机中很快求解，从而得出电厂热经济性指标，经过一系列推算，建立起目标函数和自变量的关系，根据机组特点建立约束条件，利用正多面体优化方法进行计算，即可确定最佳回热参数。它的局限性是无法解决最佳抽汽点受汽轮机分级的限制而难以实现的问题，最终仍需要通过方案比较选择最佳方案。

③动态规划法：利用动态规划原理来求得给水回热系统的最优法。特别是鉴于最优抽汽点受汽轮机分级的限制可能难以实现的问题，还可应用离散化动态规划法一次求得最优解，而不必像以往那样通过方案对比来寻找比较理想的方案。

（2）滑参数运行初压优化：在一定的负荷下额定参数降到某一参数时机组的发电效率最高，这一最佳压力的数值要通过最优计算或通过试验来确定。