[發明專利]一種汽輪機調節系統功率對象模型的辨識方法

有效

• 申請號: 202010017549.7
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111173573B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 孫宇貞;李帥;彭道剛;趙慧榮;李芹;唐毅偉
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: F01D17/10
• 分類號: F01D17/10;G06F17/18
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 吳肖敏

1.一種汽輪機調節系統功率對象模型的辨識方法，其特征在于：包括，

改進天牛須搜索算法，在現有天牛須搜索算法引入自適應因子以及模擬退火的蒙特卡洛法則；

采集樣本數據，采集火電廠汽輪機調節系統的實際運行數據作為樣本數據；以及，

辨識功率對象模型，利用所述改進的天牛須搜索算法通過所述采集的樣本數據對汽輪機調節系統功率對象模型進行辨識，得到辨識結果；

所述改進天牛須搜索算法包括，

步長因子方程；

參數設定，包括設定迭代次數、初始化隨機天牛位置并設最優位置，計算天牛左須、右須位置，調用數據庫中初始數據并根據天牛位置重新建立結構參數；

更新計數器，重新計算天牛左須、右須位置以進行傳遞函數參數的辨識，并進行適應度計算；

計算天牛預更新位置；

引入蒙特卡洛法則，根據接受概率判斷是否更新天牛的位置；

判斷迭代次數是否已達到初始化時設置的數值確定下一步算法；

輸出最優解；

所述步長因子方程為：

δ^t＝c₁δ^t-1+δ⁰，d^t＝δ^t/c₂

其中，步長因子δ表示天牛的搜索步長，式中：δ^t為算法在第t次迭代時的步長因子，c₁與c₂為常數；

設定所述迭代次數t＝0，初始化隨機天牛位置x⁰以及最佳位置x_best＝x⁰，根據公式計算天牛左須、右須位置，所述公式為：

其中，式中t為迭代次數；x_rt、x_lt分別表示天牛右須和左須在第t次迭代時的空間位置；d表示天牛左右須之間的距離，為天牛方向向量，

為了模擬天牛的搜索行為，定義它的方向向量為:

式中rand(·)為隨機函數；k為空間維數；

所述適應度值計算公式為：

式中flight、fleft分別表示天牛右須和左須在當前空間位置時的適應度值；f()為適應度值函數；

所述蒙特卡洛法則方程為：

其中，表示f(x^t)預更新位置處天牛嗅到的氣味濃度、f(x^t-1)表示上一次最佳位置嗅到的最強氣味濃度，exp為自然指數，T為較高溫度；

所述預更新位置公式為：

其中，sign()為符號函數，δ^t為算法在第t次迭代時的步長因子；

所述功率對象模型的傳遞函數包括總閥位指令對功率的傳遞函數W₁和主蒸汽壓力對功率的傳遞函數W₂：

其中，其中，T1、n1、k1、T2、n2、k2分別表示待辨識參數；K為系統增益；τ為純遲延時間常數；T為系統慣性時間常數；n為慣性部分的階次，若n為非整數，則取近似整數解；所述功率對象模型進行辨識過程中適應度函數采用誤差指標函數f，所述函數如下：

其中，N表示取樣總點數,y_1i表示仿真對象輸出，y_i表示模型輸出。

2.如權利要求1所述的汽輪機調節系統功率對象模型的辨識方法，其特征在于：所述汽輪機調節系統為雙輸入單輸出系統，所述功率對象模型的輸入量包括總閥位指令和主蒸汽壓力，輸出量包括汽輪機輸出功率。