[發(fā)明專利]一種空冷機(jī)組汽輪機(jī)背壓智能優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410530809.5
• 申請(qǐng)日: 2014-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN104405452A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟永杰;米路;張艷霞;伍洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類號(hào): F01D17/00
• 分類號(hào): F01D17/00
• 代理公司: 北京中海智圣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11282
• 代理人: 楊樹芬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種空冷機(jī)組汽輪機(jī)背壓智能優(yōu)化方法,屬于群體智能計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，隨著世界各個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們物質(zhì)生活水平的提高，大型燃煤發(fā)電機(jī)組的投運(yùn)面臨著更加迫切的需求和更為嚴(yán)格的要求。電力工業(yè)要在繼續(xù)保持快速發(fā)展的同時(shí)，嚴(yán)格控制水資源和煤炭資源的消耗，減小煙塵排放量和冷卻水廢熱對(duì)自然生態(tài)資源造成的污染和破壞。研究開發(fā)用空氣作為冷卻介質(zhì)來(lái)冷凝汽輪機(jī)排氣的空氣冷卻系統(tǒng)對(duì)于有效緩解用水矛盾、控制消除污染具有重要的意義。對(duì)比濕冷機(jī)組，空冷機(jī)組可節(jié)約電廠總用水量的三分之二。相同的水資源條件下，可建設(shè)的空冷機(jī)組規(guī)模為濕冷機(jī)組的三倍,所以，空冷技術(shù)在節(jié)約水資源方面具有顯著的優(yōu)越性和廣闊的發(fā)展前景。

但是，目前傳統(tǒng)現(xiàn)有的直接空冷機(jī)組存在很多缺點(diǎn)，比如：機(jī)組日常運(yùn)行背壓偏高，與理論值差距明顯；機(jī)組背壓受環(huán)境因素(氣溫、環(huán)境風(fēng)速、風(fēng)向)影響較大，背壓變化較頻繁。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠克服上述技術(shù)問(wèn)題的空冷機(jī)組汽輪機(jī)背壓智能優(yōu)化方法。本發(fā)明的基本原理是：首先在不影響正常生產(chǎn)的情況下，利用現(xiàn)場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)得到不同負(fù)荷下的環(huán)境溫度和背壓的關(guān)系，由于不同負(fù)荷下的環(huán)境溫度和背壓這兩者之間的關(guān)系近似線性，則進(jìn)行曲線擬合，通過(guò)選取合適的函數(shù)關(guān)系式類型和符合一定條件的數(shù)據(jù)擬合出不同負(fù)荷下的環(huán)境溫度與背壓關(guān)系的函數(shù)關(guān)系式，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)曲線和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)從而得出不同環(huán)境溫度、不同運(yùn)行工況下空冷機(jī)組經(jīng)濟(jì)背壓值，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)DCS控制模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)背壓調(diào)節(jié)回路中設(shè)定值的自動(dòng)給定。本發(fā)明主要包括以下步驟：

步驟1：初始化，包括定義初始種群(即速度—位移模型以及種群大小)和進(jìn)化代數(shù)；初始種群是解決某一問(wèn)題的所有解的初始值組成的集合，進(jìn)化代數(shù)是每一粒子的速度和位置迭代更新的次數(shù)；

步驟2：評(píng)價(jià)種群，計(jì)算初始種群中各個(gè)粒子的適應(yīng)度；種群中各個(gè)粒子是解決某一問(wèn)題的每一個(gè)解；

步驟3：求出當(dāng)前的pbest_i和gbest，pbest_i是單個(gè)粒子本身目前所找到的最優(yōu)解即個(gè)體最優(yōu)值；gbest是整個(gè)種群目前找到的最優(yōu)解即全局最優(yōu)值；最優(yōu)值即解決某一問(wèn)題最好的解；

步驟4：進(jìn)行速度和位置的更新，更新每一粒子的速度和位置；

步驟5：評(píng)價(jià)種群，計(jì)算新種群中粒子適應(yīng)度；

步驟6：比較pbest_i和gbest，若優(yōu)越則替換；

在步驟4中對(duì)每一粒子的速度和位置進(jìn)行了更新，計(jì)算更新后每一粒子的適應(yīng)度，與更新前該粒子pbest_i的適應(yīng)度進(jìn)行比較，若更新后該粒子的適應(yīng)度比更新前該粒子pbest_i的適應(yīng)度好，則該粒子pbest_i變?yōu)楦潞笤摿Ｗ拥奈恢茫舾潞笤摿Ｗ拥倪m應(yīng)度不如該粒子pbest_i的適應(yīng)度好，則該粒子pbest_i維持不變；

在步驟4中對(duì)每一粒子的速度和位置進(jìn)行了更新，計(jì)算更新后所有粒子的適應(yīng)度，并進(jìn)行比較，找出更新后適應(yīng)度最好的那個(gè)粒子，拿更新后該粒子的適應(yīng)度與gbest的適應(yīng)度進(jìn)行比較，若更新后該粒子的適應(yīng)度比gbest的適應(yīng)度好，則gbest變?yōu)楦潞笤摿Ｗ拥奈恢茫舾潞笤摿Ｗ拥倪m應(yīng)度不如gbest的適應(yīng)度好,則gbest維持不變；

步驟7：判斷算法結(jié)束條件，滿足即每一粒子的速度和位置迭代更新的次數(shù)等于進(jìn)化代數(shù)則跳出循環(huán)，若不滿足即每一粒子的速度和位置迭代更新的次數(shù)小于進(jìn)化代數(shù)則跳到步驟4繼續(xù)執(zhí)行。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：針對(duì)空冷島系統(tǒng)背壓自動(dòng)控制的困難性提出了背壓設(shè)定值自動(dòng)選擇的方案，本發(fā)明立足于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)并且在不對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行任何干預(yù)的情況下挖掘機(jī)組的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，采用最簡(jiǎn)便的智能算法，擬合出環(huán)境溫度與背壓關(guān)系的函數(shù)關(guān)系式，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)曲線和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，得出不同環(huán)境溫度、不同運(yùn)行工況下空冷機(jī)組經(jīng)濟(jì)背壓值，實(shí)現(xiàn)了背壓調(diào)節(jié)回路中設(shè)定值自動(dòng)給定；背壓設(shè)定值自動(dòng)給定的投入能夠避免人為設(shè)定背壓值對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響并減小運(yùn)行人員的負(fù)擔(dān)，有利于空冷機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；本發(fā)明提出的背壓設(shè)定值自動(dòng)給定方法就是針對(duì)背壓設(shè)定值選取的一種解決方案。同時(shí)，本發(fā)明使每一個(gè)粒子都被賦予了一個(gè)隨機(jī)速度并在整個(gè)問(wèn)題空間中移動(dòng)，具有記憶性、參數(shù)少、易于調(diào)整實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，并且個(gè)體的進(jìn)化主要是通過(guò)個(gè)體之間的合作實(shí)現(xiàn)的,其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單方便且容易實(shí)現(xiàn)，無(wú)需調(diào)整更多參數(shù)。因此，本發(fā)明對(duì)于空冷島系統(tǒng)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)和優(yōu)化具有重要的實(shí)用價(jià)值和指導(dǎo)意義。

附圖說(shuō)明