[发明专利]一种燃气轮机关键运行参数在线区间辨识方法

说明书

本发明公开了一种燃气轮机关键运行参数在线区间辨识方法，利用基于Rowen模型的燃气轮机建模方法，在此基础上提出了将贝叶斯回归方法运用到燃气轮机关键运行参数辨识中，通过对机组运行中工况的实时变化进行参数在线区间辨识，能够实时的辨识关键运行参数，不仅更为贴合机组运行的现场工况，而且由于贝叶斯回归独特的区间辨识特征，辨识的参数更具合理性和准确性等优点。

技术领域

本发明属于能源系统领域，特别涉及了一种燃气轮机参数辨识方法。

背景技术

基于燃气轮机的分布式能源系统不仅可以有效提高能源利用率、降低环境污染排放，还可以提高电网运行质量、有效提高能源利用率，从而优化和调整能源结构。分布式能源系统是一种能源的合理使用方式，具有节能减排，缓解用电紧张，减小气、电网峰谷差，以及提高供电安全的重要作用。分布式能源系统与传统的集中式供能相比，能源供给的形式更加分散，能够根据当地用户的实际需求而定，并且集合多种能源的利用，实现了不同能源的梯级利用和可再生能源的综合回收与利用。

借助计算机技术，建立燃气轮机系统模型并进行数字仿真逐渐成为研究其动态特性最有效的手段。然而现有的燃气轮机建模方法并未给出模型参数估计的方法。燃气轮机建模中的影响变量纷繁复杂，所呈现出的非线性系统辨识中结构参数辨识局限性高和辨识率低的问题在实际工程中更为突出。如何有效处理庞杂的不确定性从而获得规律性认知是面临的一大难题，燃气轮机组模型为非线性模型，针对其运行的不确定性，需要采用参数辨识策略。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种燃气轮机关键运行参数在线区间辨识方法。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种燃气轮机关键运行参数在线区间辨识方法，包括以下步骤：

(1)基于Rowen模型、采用simulink/matlab平台进行燃气轮机的建模，建立包括燃料量的输入和输出功率及透平排烟温度的两输出系统，并进行仿真验证；

(2)设置运行参数的随机干扰，模拟现场运行情况，获取透平排烟温度的输出数据；

(3)在建立的燃气轮机的模型中加入输入燃料量的干扰，进行仿真实验，并采集样本数据，包含输入数据和输出数据，所述输入数据为燃料量流速，输出数据为透平排烟温度；

(4)设置实时动态工况，采用贝叶斯回归方法对燃料量-透平排烟温度的传递函数模型进行参数的在线区间辨识；

(5)利用贝叶斯回归方法对传递函数参数的辨识结果、燃料量输入变化和参数随机变化后的透平排烟温度进行估计，根据运行参数、透平排烟温度的估计结果和仿真数据的比较，验证参数辨识的合理性。

进一步地，在步骤(1)中，基于Rowen模型，建立燃料量输入管道、压气机、燃烧室、废热延迟模块、透平容积模块，将燃气轮机的热力学特性、控制系统都整合在一起，包含了控制回路和燃气轮机的两个特性代数方程，各个模块的建立采用传递函数的表达方法，将各环节用不同方块单元来表示，然后串联起来形成燃气轮机整体模型。

进一步地，步骤(1)的具体过程如下：

(1a)燃料量输入管道的模型建立是基于阀门调整和管道容积的两个动态环节建立的，这两个动态环节都用一阶惯性环节进行模拟：

其中，K_p和T₀为惯性环节参数，s为拉式算子；

对于液体燃料阀门的调整，通过改变旁通燃料来调节进入燃烧室的燃料量，即调整旁通调节阀；

(1b)燃料与空气的可压缩性产生惯性时间常数，压气机释放气体的过程用一阶惯性环节模拟；