[发明专利]基于Bottom-Up算法的主蒸汽调节阀非线性辨识方法有效

专利信息
申请号: 201910251516.6 申请日: 2019-03-29
公开(公告)号: CN109948119B 公开(公告)日: 2023-09-26
发明(设计)人: 曲广浩;叶春明;吕磊;王振;曹鹏飞;赵泽宁;崔世君;张运生 申请(专利权)人: 华能国际电力股份有限公司德州电厂;山东科技大学
主分类号: G06F17/18 分类号: G06F17/18;G06F16/2458;F01D19/00;F16K37/00
代理公司: 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 代理人: 李琳
地址: 253011 山东*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 基于 bottom up 算法 蒸汽 调节 非线性 辨识 方法
【说明书】:

发明公开了一种基于Bottom‑Up算法的主蒸汽调节阀非线性辨识方法,该方法包括以下步骤:获取历史数据样本;对历史数据样本进行重新排列,构造初始线性区间组;对初始线性区间组内两两相邻的线性区间进行融合,得到若干个融合区间;建立各融合区间的线性模型,采用最小二乘法辨识各线性模型的参数,根据参数辨识结果,计算各融合区间的损失函数;选取最小的损失函数,若该最小的损失函数小于设定的损失函数阈值,则保留最小损失函数的融合区间,其余区间仍保持初始的线性区间,组成新的线性区间组,重复步骤上述步骤,直至新的线性区间组中分段线性区间的个数等于最大转折角的数值为止,最终得到多段线性区间和各线性区间的线性模型。

技术领域

本公开涉及火力发电厂领域,尤其是火力发电机组主蒸汽调节阀非线性辨识领域,具体涉及顺序阀方式下一种基于Bottom-Up算法的火力发电机组主蒸汽调节阀非线性辨识方法和装置。

背景技术

数字电液控制系统(DEH系统)是火力发电机组主要采用的控制方式,其任务是实现对各进汽阀门进行统一管理和控制,具体功能就是将负荷指令转换成阀门开度指令,并根据机组运行需要,实现单阀和顺序阀的无扰切换。DEH系统理想的控制结果就是负荷指令与实发功率之间呈线性关系,具体实现以负荷指令为输入信号,通过汽轮机配汽函数,包括背压修正、流量分配、重叠度函数、阀门流量特性,最终输出阀门开度指令,阀门开度按照指令要求变化,最终获得满意的实发功率。

顺序阀方式下,各阀门随着负荷的增加按照一定次序逐个开启,相对单阀方式,顺序阀方式下阀门节流损失更小,提高了机组的热效率,经济性好。由于汽轮机配汽函数包含多个环节,任意一个环节的设计不合理,尤其重叠度和阀门流量特性,对顺序阀方式下负荷指令与实发功率之间的线性关系有很明显的影响,进而降低了负荷的调控效果。

背压修正、流量分配、重叠度函数这些往往都是工艺或者人为设计,而阀门流量特性受设备改造或运行老化影响,对负荷指令与实发功率间线性度影响明显且未知,因此出现了很多对阀门流量特性重新计算和整定的研究,然而这些优化措施都是基于离线实验的方式对实际阀门特性进行校正,缺乏在线的特性分析与调整,并且阀门特性在线更新也是很难做到的。

DEH系统的理想控制效果是达到负荷指令与实发功率呈线性关系,然而实际生产过程中,往往两者之间的线性度并没有这么好。如图1所示某发电厂的负荷指令与实发功率关系曲线示意图,存在两段较为平缓的区间(虚线框),也就是负荷指令改变,发明人在研发过程中发现,汽轮机阀门流量特性曲线与实际阀门流量特性存在一定偏差,实发功率并没有发生明显变化,造成了负荷不能及时跟踪调节阀指令的变化,导致一次调频出现不合格以及AGC(自动发电控制)响应速度较慢的情况。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足,本公开提供了一种基于Bottom-Up算法火力发电机组主蒸汽调节阀非线性辨识方法和装置,实现智能化线性区间自动划分,采用最小二乘法建立火力发电机组负荷指令与实发功率之间的模型,通过所建立模型实现主蒸汽调节阀非线性特性辨识。

本公开所采用的技术方案是:

一种火力发电机组主蒸汽调节阀非线性辨识方法,该方法包括以下步骤:

(1)获取火力发电机组主蒸汽调节阀的负荷指令和实发功率的历史数据样本,并构建负荷指令和实发功率的历史数据样本集;

(2)对负荷指令和实发功率的历史数据样本集进行重新排列,构造初始线性区间组;

(3)对初始线性区间组内两两相邻的线性区间进行融合计算,得到若干个融合区间;

(4)建立各融合区间的线性模型,采用最小二乘法辨识各线性模型的参数,根据参数辨识结果,计算各融合区间的损失函数;

(5)选取最小的损失函数,判断该最小的损失函数是否小于设定的损失函数阈值,若不小于,则停止融合;若小于,则保留最小损失函数的融合区间,其余区间仍保持初始的线性区间,组成新的线性区间组;

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