[发明专利]一种基于负荷聚类和相关度分析的煤耗优化分析方法

说明书

技术领域

本发明属于热力电站机组热力经济性能分析技术领域，具体涉及到基于负荷聚类和相关度分析的煤耗优化分析方法。

背景技术

化石能源在人类文明进步中担任重要角色，但大量的一次能源消耗产生的各种污染物，超过地球自身的循环承载力，从光化学污染到如今的国内雾霾，环境污染问题已经严重影响到人们的健康，节能减排已经成为了我国经济实现可持续发展的基本国策。火电机组最根本的能耗特性指标通常以供电煤耗率表示，降低机组供电煤耗是节能减排的一项重要措施，对有效推行节约能源、保护环境以及经济的健康绿色发展和实现发电企业利润最大化有着重要意义。要实现降低机组供电煤耗的目的，需要明确电站运行当中各个参数对于煤耗指标的影响。目前常见的技术手段包括：参数敏感性分析方法、正交试验法等，但以上方法存在着计算繁琐复杂、试验覆盖机组工况少、负荷工况划分边界过硬等问题，加上随着机组运行时间增加机组运行特性存在劣化现象，从而导致原先的计算和试验结果产生较大偏差。同时，与煤耗相关的机组运行参数存在种类多、维度高、耦合强等特点，敏感性分析和正交试验等方法难以快速、准确获取各类运行工况下各个运行参数变化对于机组煤耗的影响，从而不能及时给予机组优化运行指导。由于供电煤耗率是火电机组的最根本的能耗特性指标，准确分析火电机组运行当中每个参数对于发电煤耗率的影响程度和影响方式对降低机组的供电煤耗率，实现电厂的节能提效以及推进节能减排政策有着重要的意义。

发明内容

随着数据库技术和DCS技术的日渐成熟，电站产生和积累了大量的历史运行数据，这些数据真实地记录和反映了机组的机组特性、操作信息和运行状态，为准确分析各个运行参数对机组供电煤耗的影响提供了参考。本发明提出了一种基于负荷聚类和相关度分析的煤耗优化分析方法，由热工理论可知电站机组运行状况有多种边界条件决定，包括运行可控边界条件和不可控边界条件,因此可将机组供电煤耗用下式表示：

b＝f(V_b，V_k)

其中,b是机组煤耗率；V_b是不可控边界条件参数集合；V_k是运行可控边界条件参数集合。

利用历史运行数据作为分析对象，将负荷数据作为不可控边界条件进行聚类处理形成机组运行工况的划分依据，在真实、准确反映机组运行情况的同时能有效防止数据冗余，为煤耗分析奠定了基础。计算每类机组负荷工况下各个机组运行参数和供电煤耗率的相关度，得到每个参数变化趋势和机组供电煤耗变化趋势的关系，从而确定各个参数对于机组煤耗率的“贡献值”，为电站机组优化运行、降低供电煤耗率和节能提效等工作提供参考依据和有利前提条件。

本发明依靠电站DCS中积累的海量的反映了机组真实运行状况和操作水平的历史数据为依据，分析和挖掘各类负荷工况下各个运行参数对于供电煤耗率的影响程度，相比传统的方法更为准确和高效。

本发明具体的技术方案是：一种基于负荷聚类和相关度分析的煤耗优化分析方法，包括以下步骤：

(1)从DCS积累的历史数据中选取机组稳态工况下的运行数据，以保证分析和挖掘的准确性；

(2)根据热工理论选取电站机组运行过程中与机组供电煤耗有关的重要参数；

(3)以提取的稳定工况下的数据作为分析对象，将其中机组负荷数据作模糊聚类，作为工况划分的标识；

(4)以提取的稳定工况下的数据作为分析对象，对选取的各个机组运行参数进行数据规范化处理，以防止值域范围较大的参数影响挖掘结果；

(5)以聚类的负荷作为工况划分标识，计算各类工况下各个参数和供电煤耗率之间的相关度；

(6)将上一步计算的各个运行参数与机组煤耗率之间的相关度按绝对值大小排序，相关度绝对值越大表明在该类负荷工况下该参数对机组供电煤耗影响越大；

(7)整理得到各类负荷工况下对机组供电煤耗率影响较大的运行参数，对比当前运行工况下与历史同类工况下机组煤耗参数，选择较低的机组煤耗对应运行参数作为该类工况下的最优方式,为优化运行、降低机组供电煤耗提供参考依据。

本发明的有益效果：

(1)机组煤耗率和机组负荷工况密切相关，利用DCS中的历史数据进行负荷聚类工况划分，与传统的负荷等间距划分法和负荷率划分法相比能避免划分边界过硬、真实反映机组运行状况和操作水平，同时能防止数据冗余；