[發(fā)明專利]一種基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的汽輪機配汽曲線優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611016347.0
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106703904B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李佳東;吳宇;胡勇;王劍釗
• 申請（專利權(quán)）人: 華能國際電力開發(fā)公司銅川照金電廠;中國華能集團清潔能源技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: F01D17/10
• 分類號: F01D17/10
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 佘文英

本發(fā)明公開了一種基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的汽輪機配汽曲線優(yōu)化方法，根據(jù)DCS系統(tǒng)中積累的大量歷史數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)篩選算法，對數(shù)據(jù)進行篩選，并根據(jù)主蒸汽流量修正公式對不同工況下的主蒸汽流量進行修正，得出額定工況下的主蒸汽流量。應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘工具，對修正后的主蒸汽流量、機組負荷、總閥位指令以及各閥閥位值進行聚類分析，得出以機組負荷為質(zhì)心的主蒸汽流量、總閥位指令以及各閥閥位值，根據(jù)原總閥位指令與四個調(diào)閥之間的關(guān)系，對閥門配汽曲線進行修正，得出新的閥門配汽曲線。新的閥門配汽曲線使汽輪機總閥位指令與主蒸汽流量的變化更加線性化，解決機組負荷波動、一次調(diào)頻品質(zhì)差、負荷跳變、機組響應(yīng)時間較長等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽輪機運行優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的汽輪機配汽曲線優(yōu)化方法。以汽輪機DCS系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)為依據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)篩選算法和聚類分析技術(shù)，對汽輪機配汽曲線進行優(yōu)化，使總閥位指令和主蒸汽流量的對應(yīng)關(guān)系更加線性化，解決機組負荷波動、一次調(diào)頻品質(zhì)差、負荷跳變、機組響應(yīng)時間較長等問題。

背景技術(shù)

汽輪機是現(xiàn)代火力發(fā)電廠中應(yīng)用最廣泛的原動機，其閥門流量特性曲線是根據(jù)原始設(shè)計而定，然而許多在役的老機組，尤其是經(jīng)過DEH改造、汽機通流部分改造或者經(jīng)過大修的機組，經(jīng)常發(fā)生閥門流量特性曲線與實際曲線不一致的情況。汽輪機調(diào)門作為DEH系統(tǒng)的主要執(zhí)行機構(gòu)，其流量特性偏差過大會導致汽輪機負荷波動、一次調(diào)頻品質(zhì)差、負荷跳變、機組響應(yīng)時間較長等問題，最終影響機組的安全穩(wěn)定運行。

在汽輪機機組的運行過程中，DCS系統(tǒng)每日存儲大量歷史數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)來源于運行實際，是對機組運行特性的全面、客觀反映，不可改變，具備絕對真實性。如何正確運用歷史數(shù)據(jù)，提取機組運行特性，使其更好地為運行實際服務(wù)，也是擺在工程技術(shù)人員面前的一個課題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的汽輪機配汽曲線優(yōu)化方法。能夠辨識并優(yōu)化汽輪機總閥位指令與主蒸汽流量之間的線性關(guān)系，使調(diào)門閥組流量特性設(shè)定更加線性化，保證汽輪機機組的安全穩(wěn)定運行。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的汽輪機配汽曲線優(yōu)化方法，

第一步，DCS系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)采集。利用在汽輪機安裝的采樣測點，根據(jù)采樣周期采集一段時間內(nèi)汽輪機機組的實時工況數(shù)據(jù)。

第二步，穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)篩選。對實時工況數(shù)據(jù)進行初步篩選：在一段時間內(nèi)，若一個或多個采樣測點的實時工況數(shù)據(jù)中參數(shù)大小為零，或者超出受其物理意義約束的數(shù)值范圍，則清除該采樣周期內(nèi)所有采樣測點的實時工況數(shù)據(jù)，得到初級采樣數(shù)據(jù)。從初級采樣數(shù)據(jù)中選取機組負荷、主蒸汽壓力和總閥位指令均連續(xù)穩(wěn)定幾個采樣周期的實時工況數(shù)據(jù)，得到穩(wěn)定采樣數(shù)據(jù)。

第三步，實際進汽流量計算。對穩(wěn)定采樣數(shù)據(jù)進行計算，得到修正后的主蒸汽流量。

第四步，選取聚類質(zhì)心。選取總閥位指令值從最低值開始，每變化0.1為一個質(zhì)心。

第五步，質(zhì)心聚類。采用聚類分析方法中的K-means算法挖掘出表征汽輪機機組運行特性的目標數(shù)據(jù)集，得到采樣工況數(shù)據(jù)。

第六步，擬合曲線。對采樣工況數(shù)據(jù)的主蒸汽流量與總閥位指令擬合曲線，得出主蒸汽流量與總閥位指令的關(guān)系曲線。

第七步，修正閥門流量特性曲線。修正閥門流量特性曲線.根據(jù)機組負荷調(diào)整的快速性和穩(wěn)定性對汽輪機配汽曲線的要求，分析主蒸汽流量與總閥位指令曲線的線性度，然后采用分段線性方法對線性度不合理的區(qū)段進行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的主蒸汽流量與總閥位指令之間的關(guān)系式。利用此關(guān)系式根據(jù)原總閥位指令與四個調(diào)閥之間的關(guān)系，對閥門配汽曲線進行修訂，得出新的汽輪機閥門配汽曲線。

本發(fā)明以汽輪機DCS系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)為依據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)篩選算法和聚類分析技術(shù)，對汽輪機配汽曲線進行優(yōu)化，使總閥位指令和主蒸汽流量的對應(yīng)關(guān)系更加線性化，解決機組負荷波動、一次調(diào)頻品質(zhì)差、負荷跳變、機組響應(yīng)時間較長等問題。