[發(fā)明專利]一種汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率對象模型的辨識方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010017549.7
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111173573B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫宇貞;李帥;彭道剛;趙慧榮;李芹;唐毅偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電力大學(xué)
• 主分類號: F01D17/10
• 分類號: F01D17/10;G06F17/18
• 代理公司: 南京禹為知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 吳肖敏

本發(fā)明公開了一種汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)中功率對象模型的辨識方法，包括，在基本天牛須搜索算法中引入自適應(yīng)因子和模擬退火的蒙特卡洛法則對局部搜索策略進行改進，得到改進的天牛須搜索算法；S采集火電廠汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實際運行數(shù)據(jù)，選取其中一段功率明顯變化的數(shù)據(jù)段作為樣本數(shù)據(jù)；利用改進的天牛須搜索算法通過樣本數(shù)據(jù)對功率對象模型進行辨識，得到辨識結(jié)果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明引入模擬退火的蒙特卡洛法則來改進基本天牛須搜索算法，局部搜索的速度更快，能夠有效地避免陷入局部最優(yōu)，全局收斂速度更快，穩(wěn)定性更好，整體的辨識效果更好，對提高火電機組的自動控制水平具有重要的現(xiàn)實意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及系統(tǒng)辨識技術(shù)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率對象模型的辨識方法。

背景技術(shù)

隨著當今科技的不斷發(fā)展，超臨界機組以及超超臨界火電機組成為主要發(fā)展趨勢，大型火電機組的熱工自動控制能否安全運行變得尤為重要，怎樣進行被控對象模型的控制系統(tǒng)設(shè)計以及參數(shù)整定成為核心問題。由于階躍響應(yīng)曲線參數(shù)辨識的方法精度不是太高，所以很難完成較高精度要求的大容量機組模型參數(shù)辨識。最近幾年以來，各種智能優(yōu)化算法比如蟻群算法、蛙跳算法、狼群算法等諸多新型系統(tǒng)辨識方法紛紛運用在模型參數(shù)辨識領(lǐng)域，這使得辨識精度有了較大的提升。

天牛須搜索算法是一種模擬天牛覓食行為的全新的啟發(fā)式智能進化算法，該算法具有較強的全局信息和交互能力。自提出來在車間調(diào)度、最優(yōu)化問題、電網(wǎng)規(guī)劃等方面得到了廣泛的應(yīng)用，但天牛須搜索算法易早熟、易陷入局部最優(yōu)。

發(fā)明內(nèi)容

本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率對象模型的辨識方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：改進天牛須搜索算法，在現(xiàn)有天牛須搜索算法引入自適應(yīng)因子以及模擬退火的蒙特卡洛法則；采集樣本數(shù)據(jù)，采集火電廠汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實際運行數(shù)據(jù)作為樣本數(shù)據(jù)；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(shù)據(jù)對汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率對象模型進行辨識，得到辨識結(jié)果。

作為本發(fā)明所述汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率對象模型的辨識方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述改進改進天牛須搜索算法包括，步長因子方程；設(shè)定迭代次數(shù)、初始化隨機天牛位置并設(shè)最優(yōu)位置，計算天牛左須、右須位置，調(diào)用數(shù)據(jù)庫中初始數(shù)據(jù)并根據(jù)天牛位置重新建立結(jié)構(gòu)參數(shù)；更新計數(shù)器，重新計算天牛左須、右須位置以進行傳遞函數(shù)參數(shù)的辨識，并進行適應(yīng)度計算；計算預(yù)更新位置；引入蒙特卡洛法則，根據(jù)接受概率判斷是否更新天牛的位置；判斷迭代次數(shù)是否已達到初始化時設(shè)置的數(shù)值確定下一步算法；輸出最優(yōu)解。

作為本發(fā)明所述汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率對象模型的辨識方法的一種優(yōu)選方案，其中：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(shù)。

作為本發(fā)明所述汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率對象模型的辨識方法的一種優(yōu)選方案，其中：設(shè)定所述迭代次數(shù)t＝0，初始化隨機天牛位置x⁰以及最佳位置x_best＝x⁰，根據(jù)公式計算天牛左須、右須位置，所述公式為：