[发明专利]基于子空间辨识的火力电站锅炉输出过热蒸汽的预报方法

摘要

本发明公开了一种基于子空间辨识的火力电站锅炉输出过热蒸汽的预报方法包括如下步骤：1定时从厂级DCS组态软件采集生产数据；2修正坏点，滤波去噪；3计算当模型辨识所需的输入输出变量；4利用连续采集并经处理后的数据构造Hankel矩阵，且进行滚动更新；5将锅炉过程近似成线性的状态空间模型；6使用子空间理论辨识状态空间模型的矩阵{A,B,C,D}；7利用最新的输入能量信息和辨识得到模型计算未来若干拍的输出能量；8利用历史预报值和当前预报结果在相同时刻求均值和并利用过去预报的偏差作修正。9滚动更新辨识模型的数据。本发明用于锅炉生产过程的过热蒸汽输出能量的在线预报，为锅炉燃烧的优化控制提供了指导和参考。

主权项

1.一种基于子空间辨识的火力电站锅炉输出过热蒸汽的预报方法，其特征在：该方法包含以下步骤：步骤1：与厂级DCS组态软件建立数据通讯，在线获取生产数据，包括锅炉运行参数以及表征锅炉燃烧情况的测点信息；步骤2：根据机组负荷对采集测点信息进行异常点的判断和处理，并采用前向加权滤波方法去除测点的高频噪声；步骤3：根据水蒸气以及空气的热力学计算公式，计算当前时刻锅炉的送风、引风和过热蒸汽的能量；同时利用离线分析的入炉煤质信息计算煤粉燃烧的放热量；确定锅炉模型辨识的输入数据和输出数据，并对数据进行归一化处理；步骤4：利用连续采集并计算得到的能量记录作为锅炉状态空间模型辨识的数据，同时完成模型辨识数据的滚动更新，构造输入输出的Hankel矩阵；步骤5：将短时间段内的锅炉生产近似成一个线性过程，系统离散状态空间表达式如下:式中，，分别是系统在t时刻的状态向量、输入观测向量和输出观测向量，n为待辨识系统的阶次，为一零均值的白噪声序列；步骤6：利用开环子空间方法辨识锅炉模型的系统矩阵{A,B,C,D}；步骤7：利用最新的锅炉输入能量数据，作为辨识得到的状态空间模型的输入变量，计算得到未来时刻的锅炉过热蒸汽（主蒸汽和热再热蒸汽）输出能量；步骤8：用当前辨识的模型计算的过热蒸汽能量预报，与上一时刻对未来相同时刻的预报值求均值，同时上一时刻对当前输出能量的预报与当前计算的实际能量的偏差来修正当前预报未来5秒的输出能量，得到锅炉系统未来60秒输出过热蒸汽能量的预报结果；步骤9：用当前时刻采集并经预处理后得到的新数据替代最原始的旧数据，完成模型辨识数据的滚动更新；返回步骤4进行下一时刻的模型辨识和预报。