[發(fā)明專利]基于遺傳編程的火電機(jī)組煤耗特性曲線建模方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310281392.9
• 申請(qǐng)日: 2013-07-05
• 公開（公告）號(hào): CN103345555A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張順;秦睿;葛智平;張世才;郭濤;崔崗;張鵬;白焰;趙冰;曹士保;李強(qiáng);馬林東;惠晨;張然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;甘肅省電力公司;甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院;華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京中恒高博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11249
• 代理人: 劉洪京

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及火電發(fā)電領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于遺傳編程的火電機(jī)組煤耗特性曲線建模方法。

背景技術(shù)

隨著我國電力系統(tǒng)不斷發(fā)展，火電廠裝機(jī)容量不斷增大，考慮到發(fā)電成本、整體效益和環(huán)境保護(hù)等多方面因素，使機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行，節(jié)能降耗是十分必要的。煤耗特性曲線能夠反映單元機(jī)組耗煤量和負(fù)荷之間的函數(shù)關(guān)系，對(duì)研究機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和負(fù)荷優(yōu)化分配起著關(guān)鍵作用。煤耗特性是否準(zhǔn)確直接影響到對(duì)機(jī)組成本分析的可靠性、負(fù)荷分配的合理性。

煤耗特性具有典型的非線性、時(shí)變性等特點(diǎn)，使得較難獲得比較精確的模型。現(xiàn)有的建模方法包括機(jī)理建模和試驗(yàn)建模，對(duì)于煤耗特性曲線，是通過生產(chǎn)廠家進(jìn)行熱力試驗(yàn)獲得，這些曲線一般長(zhǎng)期不變。?但機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行煤耗特性同機(jī)組的實(shí)時(shí)狀況是息息相關(guān)的，像運(yùn)行方式、設(shè)備運(yùn)行狀況、人員操作技術(shù)、煤種選取等多方面因素對(duì)煤耗特性曲線的確定均有一定影響。現(xiàn)有的建模方法不能真實(shí)、實(shí)時(shí)的反映出煤耗的特性，不能多負(fù)荷進(jìn)行合理優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問題，提出一種基于遺傳編程的火電機(jī)組煤耗特性曲線建模方法，以實(shí)現(xiàn)真實(shí)、實(shí)時(shí)的確定煤耗的特性曲線，從而合理優(yōu)選負(fù)荷的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于遺傳編程的火電機(jī)組煤耗特性曲線建模方法，包括以下步驟：

首先確定遺傳編程的原始種群，即建模用到的終止符集和函數(shù)符集；?

確定在上述原始種群的基礎(chǔ)上確定采用的表示進(jìn)化個(gè)體和目標(biāo)之間的總誤差的標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)度；

?然后在上述確定標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)度的基礎(chǔ)上，確定衡量個(gè)體適應(yīng)性的多目標(biāo)遺傳編程算法；

以及通過對(duì)來自現(xiàn)場(chǎng)的DCS設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算煤耗量；

根據(jù)上述確定的終止符集、函數(shù)符集、標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)度和多目標(biāo)遺傳編程算法對(duì)上述處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行遺傳編程的操作，建立火電機(jī)組煤耗特性曲線模型。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述終止符集包括變量和常數(shù)，所述函數(shù)符集包括運(yùn)算符號(hào)和數(shù)學(xué)函數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)度方程為：

其中，f_i(x)為進(jìn)化種群中個(gè)體代表的系統(tǒng)的函數(shù)表達(dá)式；f_o(x)為目標(biāo)系統(tǒng)的函數(shù)表達(dá)。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述多目標(biāo)遺傳編程算法為：

式中，r(k,t)表示第t代第k個(gè)個(gè)體的原始適應(yīng)度，N表示節(jié)點(diǎn)數(shù)量，max函數(shù)表示計(jì)算值與實(shí)際值的最大偏差，a和b為權(quán)系數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述通過對(duì)來自現(xiàn)場(chǎng)的DCS設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算煤耗量，主要為處理DCS設(shè)備采集的煤耗量的數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)的干擾，該干擾包括兩種，第一種是由于數(shù)據(jù)采集時(shí)產(chǎn)生的隨機(jī)干擾，通過濾波的方式除去；第二種是波動(dòng)比較大的跳變點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，上述第二種干擾采用殘差分析的方法來進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)；所述殘差分析的方法為：設(shè)采集的數(shù)據(jù)為x,處理后的數(shù)據(jù)為y，Δ為數(shù)據(jù)變化的限值，在相同采樣時(shí)間的前提下，用前后兩次采樣數(shù)據(jù)差的絕對(duì)值來衡量變化速度，對(duì)于第k個(gè)采樣值x(k)，計(jì)算|x(k)-x(k-1)|，如果|x(k)-x(k-1)|<Δ，不存在異常點(diǎn)，則y(k)=x(k)，如果|x(k)-x(k-1)|≥Δ，則可能存在異常點(diǎn)，此時(shí)則再取一點(diǎn)x(k+1),如果|x(k+1)-x(k)|≤Δ，而且變化趨勢(shì)相同如果，則認(rèn)為存在擾動(dòng)，令y(k)=ax(k-1)+bx(k)，其中a,b為權(quán)系數(shù)，且a,b∈(0.1)；如果變化趨勢(shì)相反則可認(rèn)為x(k)是跳變點(diǎn)，令y(k)=ax(k-1)+bx(k+1)，如果|x(k+1)-x(k)|?≥Δ，那么可認(rèn)為存在異常點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)去除。

本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果：

本發(fā)明的技術(shù)方案，將煤耗量與負(fù)荷作為遺傳編程的輸入輸出數(shù)據(jù)，確定準(zhǔn)確的煤耗特性曲線，并采用遺傳編程方法建立煤耗特性曲線模型，反映單元機(jī)組煤耗量與負(fù)荷之間的函數(shù)關(guān)系。達(dá)到了真實(shí)、實(shí)時(shí)的確定煤耗的特性曲線，從而合理優(yōu)選負(fù)荷的目的。

下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的基于遺傳編程的火電機(jī)組煤耗特性曲線建模方法的流程圖；