[发明专利]一种基于大数据分析的汽轮机阀门流量特性参数优化方法

说明书

本发明公开了一种基于大数据分析的汽轮机阀门流量特性参数优化方法，步骤包括：通过DCS获取机组历史运行数据并经初步筛选获取稳定工况下的运行数据，然后再进行信息挖掘获取机组在各运行工况下的特征数据，采用改进型弗留格尔公式计算汽轮机的实际进汽流量；将计算获得的实际进汽流量代替DEH系统组态中原阀门流量特性参数中的综合阀位指令，完成对汽轮机阀门流量特性参数的优化。本发明不需要对汽轮机进行阀门流量特性试验，大大减轻了工作量，同时避免了该项试验对机组的安全稳定运行带来的不利影响；可以实现对机组最大历史运行区间的阀门流量特性参数的优化，消除了试验方法对参数的优化范围受试验时机组负荷变化范围限制的弊端。

技术领域

本发明涉及汽轮机自动控制技术，具体涉及一种基于大数据分析的汽轮机阀门流量特性参数优化方法。

背景技术

汽轮机阀门流量特性参数是指能够反映出进入汽轮机的蒸汽流量与汽轮机高压调门开度之间对应关系的一组参数。当汽轮机数字式电液控制系统(Digital Electro-hydraulic Control System,DEH)中设置的阀门流量特性参数与实际的阀门流量特性相匹配时，汽轮机将表现出良好的被控性能；否则，就可能出现诸如调阀晃动、单阀/顺序阀切换时负荷波动大、在机组变负荷和一次调频时，出现负荷突变或调节缓慢的问题，有时甚至还会造成电力系统振荡事故，使得机组控制困难，影响机组的安全稳定性及经济性能。在实际中，由于设备改造或运行老化等原因，DEH中设置的阀门流量特性参数常常会偏离其实际的流量特性，以至于上述异常情况时有发生。因此，在机组进行改造或长期运行后，对其进行阀门流量特性参数的优化是必要的。

目前，对汽轮机阀门流量特性参数的优化途经主要有两种：一种是理论计算辅以现代数学的方法，其需要获得精确的汽轮机阀门结构参数。对于已投产的机组来说，该条件通常难以实现，从而使得该方法难以实际应用；另一种是通过对汽轮机阀门流量特性进行试验，并经过技术人员对试验数据的分析和计算，来实现对汽轮机阀门流量特性参数的优化。该方法对参数的优化范围受试验时机组所能达到的负荷变化区间的限制，且该试验也可能影响机组的安全稳定运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种基于大数据分析的汽轮机阀门流量特性参数优化方法。该方法利用大数据思想，通过大量的机组历史运行数据，利用数据挖掘技术，获取机组在其历史工况范围内的运行信息，进而实现对汽轮机阀门流量特性参数的优化。该方法能够实现对机组最大历史运行区间的阀门流量特性参数的优化；不需要对汽轮机进行阀门流量特性试验，大大减轻了工作量，同时避免了该项试验对机组的安全稳定运行带来的不利影响。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于大数据分析的汽轮机阀门流量特性参数优化方法，实施步骤包括：

1)通过火力发电厂分散控制系统DCS获取机组历史运行数据；

2)通过对机组历史运行数据进行初步筛选，获取机组处于稳定工况下的运行数据；

3)通过对获得的稳定工况下的数据进行信息挖掘，获取机组在各运行工况下的特征数据其中N为机组历史运行数据的采样数据种数；

4)对特征数据采用改进型弗留格尔公式计算汽轮机的实际进汽流量；

5)将计算获得的实际进汽流量与额定进汽流量的百分比代替DEH系统组态中原阀门流量特性参数中的综合阀位指令，实现对汽轮机阀门流量特性参数的优化；

步骤4)中的改进型弗留格尔公式的函数表达式如式(1)所示；

式(1)中，G_l表示由计算获取的汽轮机实际进汽流量与额定进汽流量的百分比，为特征数据中的汽轮机调节级压力，为特征数据中的汽轮机主蒸汽压力，分别为汽轮机的额定主蒸汽压力和额定调节级压力，根据机组满负荷且调阀全开时的历史运行数据获取；