[发明专利]一种基于数据驱动的火电机组建模与控制方法

摘要

本发明提供一种基于数据驱动的火电机组建模与控制方法，依据机组实时运行数据，首先选取对系统模型有直接影响的变量作为系统的输入输出变量，确定了数据预处理方法；并利用子空间辨识算法对火电机组模型进行辨识，得到火电机组的分立模型，并对分立模型进行组合，得到火电机组的整体模型；然后利用模型预测控制方法对火电机组进行控制，达到了很好的控制性能，对火电机组的负荷调节能力进行了预测，起到了很好的指导火电厂生产调度的作用。

主权项

1.一种基于数据驱动的火电机组建模与控制方法，用于建立火电机组的数学模型并对火电机组进行控制，包括如下步骤：S1：火电机组建模：结合火电机组运行机理与火电机组现场调试历史数据，选取汽机调阀开度、燃煤量、给水量、风煤比、减温水量为输入量，选取机组负荷、主汽压力、主汽温度为输出量；S2：选取S1火电机组一个时期内多个工作日的输入量与输出量，并对输入量与输出量的数据进行归一化、去野值、去均值和滤波的数据预处理；S3：通过子空间模型辨识方法建立火电机组的分立模型，利用S2中预处理后的数据，通过QR或SVD分解求出了各模型的阶数，分别建立以燃料量、给水量、汽机阀门开度、冷却水量、风煤比为输入量，以中间点温度、主蒸汽温度、主蒸汽压力为输出量的火电机组系统模型，得到了各模型的状态空间表达式如下：x(k+1)＝Ax(k)+Bu(k)   (1)y(k)＝Cx(k)+Du(k)   (2)其中u(k)∈R5、y(k)∈R4分别是k时刻的输入输出数据向量，x(k)∈Rn是k时刻的状态变量；S4：将得到的分立模型通过线性化法进行组合，得到火电机组的整体模型，求出了机组模型的状态空间表达式；S5：由得到的预测控制模型，对模型预测控制器进行设计，对火电机组各变量的初始值、上下界、变化速率上下界进行设置，并对控制器的控制时域、控制间隔、预测时域进行设置；S6：由机组模型和S5中设计的预测控制器得到火电机组升负荷和降负荷能力以及各变量在满足约束条件的情况下各变量的变化趋势。