[发明专利]一种基于反函数拟合的汽轮机调门流量特性优化方法

说明书

本发明公开了一种基于反函数拟合的汽轮机调门流量特性优化方法，本发明通过反函数拟合方法实现了汽轮机调门流量特性优化，首先通过反函数多项式拟合方法得到高精度单调门流量特性曲线，然后在汽轮机顺序阀控制方式下，考虑各调门的阀点流量以及各调门之间的重叠度进行流量分配区间计算，最终完成顺序阀控制方式下汽轮机调门流量曲线优化。本发明通过反函数多项式拟合方法，单调门流量曲线具有非常高的拟合精度；在顺序阀控制方式下汽轮机调门流量曲线优化过程中，可定义自由度大；本发明在拟合及优化过程中，数据点采用离散化方式，数据处理简易，可以作为数据点结果输出，非常方便应用于工控机的编程，达到了提高汽轮机经济性和稳定运行的目的。

技术领域

本发明属于汽轮机自动控制领域，具体涉及一种基于反函数拟合的汽轮机调门流量特性优化方法。

背景技术

汽轮机科学、合理、优化的配汽方式是保证汽轮机安全、稳定和经济运行的重要前提，但由于设计状态与实际环境的偏差，部分机组在运行过程中，常常存在某一负荷区间内某一高压调节汽门震荡，且出现高压调节汽门开度过大的问题；此外，部分机组在单阀/顺序阀切换过程中会出现高调门的振动大、高压转子的受力不均匀、转速波动幅度较大，轴瓦温度升高等问题。这些情况对机组的经济性、安全性造成巨大影响。通常考虑到机组经济效益及稳定运行，通常采用顺序阀方式运行。在顺序阀控制方式中，调门顺序管理及重叠度分配以及各调门流量分配均是影响配汽静态曲线的重要因素。传统方法中通常将相对流量作为自变量，调门开度作为因变量，在拟合过程中往往不能得到很好的拟合关系函数，且调门存在流量死区以及空行程等区域，使得拟合函数在该区域内不能得到很好的预测。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于反函数拟合的汽轮机调门流量特性优化方法，实现汽轮机调门流量特性曲线拟合及调门顺序阀管理模式中综合阀位与阀门开度的优化曲线。

为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：

S1，测量汽轮机各个调门的阀门开度和相对流量，得到调门阀门开度和相对流量的关系；

S2，将调门阀门开度与相对流量进行拟合，并采用LAR法进行优化，完成拟合；

S3，根据SSR和SST得到确定系数，通过确定系数对拟合结果进行评估；

S4，评估通过后，通过采取特征点的方法将单调门流量拟合曲线进行离散，得到各调门的单调门流量特性曲线；

S5，根据阀门点流量和各调门之间的重叠度，得到顺序阀方式下，各调门的流量分配区间；

S6，根据各调门的流量分配区间和各调门的单调门流量特性曲线，得到顺序阀控制方式下，各调门的阀门开度和综合阀位指令的关系，从而完成汽轮机调门流量特性优化。

S2中，将调门阀门开度与相对流量采用线性最小二乘法的多项式方法进行拟合：

y＝f(x)＝a₀+a₁x+a₂x²+...+a_nxⁿ

其中，y为相对流量，x为阀门开度，n为拟合多项式的次数，a₀、a₁、…、a_n为计算所得的拟合多项式系数。

S2中，拟合的迭代过程采用最小二乘法，为了获得系数估计，最小二乘法使残差的平方和最小化；将第i个数据点的残差r_i定义为观测响应值yi与拟合响应值之间的差值，识别为与数据相关的误差；

残差的平方和为：

式中，m为拟合中包含的数据点格式，S为平方和误差估计。