[发明专利]一种基于大数据挖掘的在线运行优化系统

说明书

本发明公开了一种基于大数据挖掘的在线运行优化系统，包括大数据预处理系统、趋势节能指引系统、参数趋势分析系统、耗差统计分析与节能诊断系统、运行目标值确定系统和运行优化规划、实施方案及调整策略库。采用大数据分析与数据挖掘方法处理机组实时在线监测数据和大量历史数据，并利用机组的设计参数和现场试验数据制定适用于复杂多变外部条件的先进节能诊断与优化理论方法，可系统研究并自动开展混杂数据预处理，实现复杂热力系统建模、能耗决策规则与知识提取，实际可达优化目标值确定，建立能耗离线分析与在线诊断应用架构，形成优化目标规划、实施及开展方面的策略。结合机组的实际运行状况，对机组在线运行优化平台有秩序地构建及完善。

技术领域

本发明涉及一种运行优化系统，属于大数据智慧节能领域。

背景技术

火力发电机组设备规模不断扩大、运行参数不断提高，与此同时对机组的深度调峰技术改造也逐渐铺展开来。因机组运行过程中涉及复杂的能量转换与能量品质耗散等问题，对火力发电系统的性能监控与运行优化提出了较高要求。机组具有鲜明的热力学状态跨度、高流量和大热流密度、设备超大规模化等特点，不同层次上能量的输运、转换和能量品质耗散的效应非常明显。本发明结合机组的实际运行状况，对机组在线运行优化平台有步骤地进行构建以及完善。通过研究国家、电力行业、区域公司和其他发电公司的信息产业信息化建设规模和发展趋势，分析大数据技术在电力行业各领域（包括发电侧、输电侧、供电侧、用电侧等领域）的应用现状并指出发电侧大数据技术发展应用的薄弱环节，从大数据方向展开研究，提高机组智慧节能的能力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种基于大数据挖掘的在线运行优化系统，结合数字化电厂理念，从转型升级、提升经济效益的角度实施机组优能降耗、运行优化研究，搭建大数据挖掘技术的火电在线优化运行系统平台。本发明针对机组大数据的现场特性进行全面分析，提出通过全面监控参数挖掘机组大数据中隐藏的价值并加以利用，进而指导机组的优化运行的研究思路；将大数据监控及挖掘技术引入机组的运行优化研究中，提出机组性能优化分析链；通过构建机组在线性能优化平台，实现挖掘算法的同步并行化改进，形成机组大数据流与优化平台的数据无障碍交互；以机组实际运行数据为研究对象，完成关联规则分析学习，确定全运行周期内（涵括高、中、低全负荷工况）机组运行参数的目标值，通过调整运行参数以指导机组优化运行。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于大数据挖掘的在线运行优化系统，其特征是，采用改进的单耗分析方法，结合先进的大数据分析与数据挖掘理论方法，开展用于机组关键能耗参数和指标的监测、能耗分析、节能诊断与运行优化；采用大数据分析与数据挖掘方法处理机组实时在线监测数据和大量历史数据系统研究，并开展混杂数据预处理，形成大数据预处理系统，在此基础上研究适用于复杂多变外部条件的先进节能诊断与优化理论方法，利用机组的现场试验数据建立趋势节能指引系统对能耗指标进行实时计算，根据热力计算系统建模、能耗决策规则与知识提取形成数据的趋势，建立参数趋势分析系统，对运行的趋势进行判断，通过搭建能耗离线分析与在线诊断应用架构，建立耗差统计分析与节能诊断系统，根据发展趋势自动设定最优目标值，根据设计参数和实际可达优化值建立运行目标值确定系统，通过大数据挖掘工具及能耗评价方法等方式建立运行优化规划、实施方案及调整策略库，最终达到优化节能的目的。

所述大数据预处理系统，以机组实际运行数据大气压、发电机有功功率、厂用电率、低压缸排汽温度和压力、主蒸汽温度和压力、高中压缸排汽压力和温度、蒸汽流量的相应数值为数据源，通过随机取数法、趋势平均法两种方式对初始数据进行筛选，最终对选择的数据源进行比对，选取特定时间内一致性较强、方差较小的一组数据作为样本数据，进行检测及预处理计算工作；数据源的选取包括稳态工况选取、波动同步处理、离群数据清理、参数冗余校检、变量统一离散的处理工作，以提高运行数据的质量，满足后续数据挖掘工作的要求。