[发明专利]基于历史数据回归分析的汽轮机阀门流量特性分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于历史数据回归分析的汽轮机阀门流量特性分析方法，可以利用历史运行数据代替单阀流量特性试验来计算高压调节阀门的流量特性，属于汽轮机控制领域，属于汽轮机控制领域。

背景技术

汽轮机阀门流量特性曲线就是汽轮机进汽阀门开度与通过阀门的蒸汽流量的对应关系。由于各阀门制作安装的差异、长期运行的磨损、检修改造过程中设备和组态的变动，或者是设计行程和实际行程不一致等原因，都可能导致阀门流量和原来流量的特性曲线不一样。如果汽轮机阀门流量特性曲线与阀门实际流量特性不符，重叠度设置不合理，在机组变负荷和一次调频时，可能出现负荷突变和调节缓慢的问题，在单阀/顺序阀切换时，可能因切换前后相同负荷指令下蒸汽流量不同而引起机组负荷的大幅波动。

测定汽轮机阀门流量特性曲线需要进行汽轮机阀门流量特性试验，但传统的试验方法较复杂、耗时较长，容易影响机组运行，而常用的优化计算方式效率较低、准确性欠佳。

包括两个或两个以上自变量的回归分析称为多元回归分析，多元回归分析方法可以确定几个特定变量之间是否存在相关关系并给出合适的数学表达式，也可以通过多元回归分析表达式来预测某一个变量的取值。在建立多元回归分析表达式之后可以应用实际数据计算表达式中的参数，得到具体的回归方程之后利用它来对因变量进行预测。在实际问题中，事先并不能断定因变量与自变量之间确有线性关系，在求解回归方程前，线性回归模型只是一种假设，所以在求出线性回归方程之后，还需对其进行统计检验以验证结果的正确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于历史数据回归分析的汽轮机阀门流量特性分析方法，将历史数据应用于阀门流量特性的发现，将回归分析算法应用于汽轮机调节级室压力的预测，从而在无需进行试验的情况下得到汽轮机高压调节阀的单阀流量特性曲线，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案：一种基于历史数据回归分析的汽轮机阀门流量特性分析方法，包括以下步骤：

步骤一：收集汽轮机近期设定时间段内的历史运行数据，作为用于单阀流量特性分析的基础数据；

步骤二：针对待计算的某个目标调节阀，从上述基础数据中整理出覆盖该目标调节阀全开度范围，即目标调节阀从关闭到全开或从全开到关闭的运行数据，作为回归分析过程的输入数据；

步骤三：选择初始的多元回归分析表达式，将步骤二运行数据中的调节级室压力作为预测变量，影响调节级室压力的数据作为自变量，对多元回归分析表达式中的各项参数进行计算；

步骤四：使用步骤三中得到的确定的多元回归分析表达式对不同的各调节阀开度组合下的调节级压力进行预测，模拟单阀流量特性试验工况下的各调节阀开度情况，设置目标调节阀的开度从全开到全关，其它调节阀全开，使用多元回归分析表达式计算模拟单阀流量特性试验工况下的调节级室压力；

步骤五：使用步骤四中得到的模拟单阀试验计算结果，对目标调节阀的流量特性曲线进行计算，比较流量特性曲线计算结果与实际的阀门流量特性曲线，若误差满足设定精度要求，表明初始的多元回归分析表达式能有效的预测汽轮机组的调节级室压力并用于单阀流量特性的计算；若误差不满足精度要求则选定不同的多元回归分析表达式返回步骤三重新执行回归分析。

所述历史运行数据包括来自SIS实时数据库和DCS系统中的机组运行数据，运行数据采集点包括机组负荷、主蒸汽压力/温度、各调节阀开度、各调节阀后压力和调节级室压力。对历史运行数据进行预处理，剔除由于测量精度原因产生的异常数据和部分冗余数据。

本发明的工作原理是：在机组运行数据中，调节级室压力表征总蒸汽流量，而由于调节阀门流量随开度非线性变化的特点，可采用各调节阀后压力代替各调节阀开度来表征通过各调节阀的蒸汽流量。因此，可以采用机组负荷、主蒸汽压力、各调节阀后压力等数据来作为预测调节级室压力的自变量参数。

由于机组各个运行参数之间没有确定的函数表达式，而采用多元回归分析方法可以确定几个特定变量之间是否存在相关关系并给出合适的数学表达式，也可以通过多元回归分析表达式来预测某一个变量的取值。因此，可以通过多元回归分析方法得到机组各运行参数与调节级室压力的相关关系，将分析得到的多元回归方程用于模拟单阀试验工况下的调节级室压力预测和单阀流量特性计算。