[發明專利]基于BP神經網絡算法的火電機組一次調頻分析與優化方法

有效

• 申請號: 202011011992.X
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112149903B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 于海存;郭瑞君;殷建華;周磊;趙煒;胡宏彬;張謙;張國斌;侯曉勇;霍紅巖;杜榮華;辛曉鋼;秦成果;魏東;黨少佳;李榮麗
• 申請（專利權）人: 內蒙古電力（集團）有限責任公司內蒙古電力科學研究院分公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06N3/08
• 代理公司: 成都時譽知識產權代理事務所(普通合伙) 51250
• 代理人: 李雙

本發明公開了基于BP神經網絡算法的火電機組一次調頻分析與優化方法，包括如下步驟：獲取一次調頻性能指標考核數據、火電發電機組PMU子系統上傳的運行數據、對應火電發電機組DCS系統和DEH系統中機組相關運行數據；將一次調頻性能指標考核中的指數分別與可能影響一次調頻考核性能的因素進行相關性計算，根據計算結果提取影響因素的衍生變量；利用BP神經網絡算法構建一次調頻分析與診斷系統，對一次調頻考核性能指標結果進行模式識別，訓練系統參數；在約束范圍內變異衍生變量，代入已經訓練好的BP神經網絡模型中迭代計算；根據滿足模型輸出變為合格的衍生變量的變異方向和程度，對一次調頻性能考核指標不合格的原因進行逆向分析，得到優化方案。

技術領域

本發明涉及發電機組領域，具體是基于BP神經網絡算法的火電機組一次調頻分析與優化方法。

背景技術

現有技術對綜合改善火電機組一次調頻性能的針對性和實用性不強。首先火電機組參數不同、運行設備狀態不同甚至機組相關組態邏輯的差異決定了每臺機組一次調頻動作考核結果不合格的原因不盡相同，有單一因素影響但更多的是多重因素共同影響，因此需要從多重方面進行綜合分析與優化。因此對每臺機組一次調頻動作情況進行針對性的分析和診斷，并在基礎上提出定制化的優化方案變得尤為必要。現有技術或只能預測當前的一次調頻能力，或只從單一因素尋找一次調頻被考核的原因，或找到影響一次調頻性能考核指標的原因卻無法進一步針對性的提出定性、定量的改善方法或意見。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供基于BP神經網絡算法的火電機組一次調頻分析與優化方法，包括如下步驟：

步驟一，獲取一次調頻性能指標考核數據、火電發電機組PMU子系統上傳的運行數據、對應火電發電機組DCS系統和DEH系統中機組相關運行數據；

步驟二，將一次調頻性能指標考核中的15S出力響應指數、30S出力響應指數、電量貢獻指數分別與可能影響一次調頻考核性能的因素進行相關性計算，根據計算結果，進行相關性大小排序，根據相關性排序確定影響因素，根據影響因素提取影響因素的衍生變量；

步驟三，利用BP神經網絡算法構建一次調頻分析與診斷系統，對一次調頻考核性能指標結果進行模式識別，訓練系統參數；

步驟四，在約束范圍內變異衍生變量，代入已經訓練好的BP神經網絡模型中迭代計算直到模型輸出結果由不合格變為合格；

步驟五，根據步驟四中滿足模型輸出變為合格的衍生變量的變異方向和程度，對一次調頻性能考核指標不合格的原因進行逆向分析，得到優化方案。

進一步的，所述的一次調頻性能指標考核數據包括發電機組額定容量、網內一次調頻動作起止時間、一次調頻動作頻率初值、一次調頻動作頻率極值、15S出力響應指數、30S出力響應指數、電量貢獻指數；所述的火電發電機組PMU子系統上傳的運行數據包括有功功率、頻率、轉速、機組調節級壓力、協調控制系統中一次調頻修正前負荷指令、協調控制系統中一次調頻修正后負荷指令、汽門開度信號、一次調頻動作信號、一次調頻投入信號、機爐協調信號；所述的對應火電發電機組DCS系統和DEH系統中機組相關運行數據包括主蒸汽壓力、主蒸汽壓力溫度、主蒸汽流量、高壓調節閥開度指令、高壓調節閥開度反饋。

進一步的，所述的將一次調頻性能指標考核中的15S出力響應指數、30S出力響應指數、電量貢獻指數分別與可能影響一次調頻考核性能的因素進行相關性計算，根據相關系數計算結果，進行相關性大小排序，根據相關性排序確定影響因素，根據影響因素提取影響因素的衍生變量,包括如下過程：

相關系數ρ_xy的計算：以可能影響一次調頻考核性能的因素之一為因變量X，以一次調頻性能指標考核之一為自變量Y，計算公式為其中σ_x是因變量的標準差,σ_Y是自變量的標準差,Cov[X，Y]＝E[(X-u)(Y-v)]是自變量與因變量的協方差，u是因變量的期望值，v是自變量的期望值；