[發(fā)明專利]基于相關(guān)性分析的火電廠過程穩(wěn)態(tài)建模變量篩選方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310367445.9
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103413052A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邱天;楊婷婷;牛玉廣;曾德良;劉吉臻
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 薄觀玖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于相關(guān)性分析的火電廠過程穩(wěn)態(tài)建模變量篩選方法，尤其涉及一種基于變量間相關(guān)性的建模變量篩選方法，屬于過程數(shù)據(jù)建模變量篩選技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

熱工過程本身十分復(fù)雜，擁有大量的測點。這些測點所構(gòu)成的變量由于數(shù)量眾多，在進行熱工過程建模時，需要進行篩選。通常采用的是基于機理分析的變量篩選方法，即按照能量守恒、質(zhì)量守恒、動量守恒、化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)方程、傳熱方程等方程所涉及到的熱工過程變量進行分組。基于機理分析的方法在分析復(fù)雜系統(tǒng)時，存在建模復(fù)雜、計算量巨大等問題。在基于過程數(shù)據(jù)的實際熱工過程的建模時，通常需要根據(jù)經(jīng)驗對模型進行化簡，首先對對象按照實現(xiàn)的功能或流程的先后關(guān)系進行初步劃分；然后將各子系統(tǒng)中所涉及的變量進行初步篩選，剔除影響較小的過程變量；最后在建模過程中根據(jù)模型對過程的描述能力，對建模變量進行增減，直到得到滿意的過程模型。根據(jù)所掌握的經(jīng)驗的不同，模型在進行化簡時選取的變量也因此存在不同的情況，具有一定的主觀性。

目前有一些專利提出了一些變量篩選方法用來執(zhí)行各種領(lǐng)域的應(yīng)用，如專利“增加變量數(shù)量、獲得其余的變量、維度鑒識與變量篩選的方法及系統(tǒng)”（授權(quán)號CN101145030B）采用主值分析方法確定系統(tǒng)自由度，聯(lián)合系統(tǒng)模型的檢測能力分析，不斷增加建模變量，直至模型的檢測效果可接收。

又如“有機污染物定量結(jié)構(gòu)活性相關(guān)建模的變量篩選方法”（申請公布號CN102682209A）采用選取一定數(shù)量的n-變量組合，以此為基礎(chǔ)，每次增加一個變量，與所選出的n-變量組合，依次類推，直到滿足要求為止。

由上述該些專利文獻中，不難發(fā)現(xiàn)主要是利用增加變量并不斷檢查模型的檢測效果進行變量篩選，但這些專利文獻皆沒有從整體對變量進行自動分組進行篩選，因此由上述該些專利文獻均無法實現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)整體建模時依據(jù)變量間的相關(guān)性進行分組建模的能力。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于相關(guān)性分析的火電廠過程穩(wěn)態(tài)建模變量篩選方法。該方法根據(jù)過程變量間的相關(guān)性對過程變量進行分組，可以避免經(jīng)驗不同對結(jié)果的影響，簡化建模過程中變量選取的工作，提高所建模型對實際過程的描述能力。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

基于相關(guān)性分析的火電廠過程穩(wěn)態(tài)建模變量篩選方法，該方法步驟如下：

步驟一、建立過程變量的歷史數(shù)據(jù)的相關(guān)矩陣

選擇有功功率變化在±5MW，主蒸汽壓力變化在±1MPa，主蒸汽溫度變化在±5℃以內(nèi)，且已保持20分鐘作為穩(wěn)定工況的選取條件。以此穩(wěn)定工況判斷準則采集火電廠穩(wěn)定過程的歷史數(shù)據(jù)，將歷史數(shù)據(jù)放入二維矩陣X_m×n中，其中m是歷史數(shù)據(jù)的組數(shù)，n是過程變量個數(shù)。這些過程變量可為溫度、壓力、流量、液位、料位、成分等。

然后計算矩陣X對應(yīng)的相關(guān)矩陣R，其組成元素r_ij為對應(yīng)變量x_i和變量x_j間的相關(guān)系數(shù)，

rij=cov(xi,xj)σiσj,]]>

其中，cov(x_i，x_j)為變量x_i和x_j間的協(xié)方差系數(shù)，σ_i和σ_j分別為變量x_i和x_j的標準差。