[發明專利]一種基于DCS數據挖掘的燃煤發電機組背壓特性曲線獲取系統及方法

有效

• 申請號: 202011432298.5
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112765227B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 文樂;曾德勇;高彥飛;史章峰;張望宏
• 申請（專利權）人: 華能陜西發電有限公司
• 主分類號: G06F16/2458
• 分類號: G06F16/2458;G06F17/18;F01D21/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

1.一種基于DCS數據挖掘的燃煤發電機組背壓特性曲線獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，以燃煤機組所涵蓋機組運行全負荷范圍為采集范圍，從燃煤機組的DCS數據庫中以設定的采樣周期獲取設定時間段內的機組功率、汽輪機背壓、綜合閥位指令和主蒸汽壓力四個測點數據，并將同一時刻的四個測點數據作為一組觀測數據，得到數據框；

步驟2，對步驟1中得到的數據框中的每組觀測數據的機組功率進行修正，獲得修正數據框；

步驟3，根據設置的綜合閥位指令區間，從步驟2中得到的修正數據框中獲取有效數據框，并對有效數據框中的每組有效觀測數據的機組修正功率和汽輪機背壓進行歸一化處理，得到歸一化處理后的有效數據框；

步驟4，將步驟3中得到的歸一化處理后的有效數據框中的每組有效觀測數據進行聚類處理，得到兩個子類數據框，從兩個子類數據框中選取其中一個子類數據框作為對象；

步驟5，計算步驟4中得到的對象的拐點；

步驟6，根據步驟5中得到的拐點對應的汽輪機背壓數據將步驟4中得到的對象分割成兩部分，其中，將汽輪機背壓大于拐點對應的汽輪機背壓的有效觀測數據記為X集合；將汽輪機背壓小于拐點對應的汽輪機背壓的有效觀測數據記為Y集合；

步驟7，根據對步驟6中的X集合和Y集合獲取燃煤發電機組背壓特性曲線；

步驟5中，計算步驟4中得到的對象的拐點，具體方法是：

S501，設定窗口區間為：

[min(S(b)),min(S(b))+Δ]、[min(S(b))+Δ,min(S(b))+2×Δ]、……、[min(S(b))+int(max(S(b))/Δ)×Δ,max(S(b))]

其中，int()函數表示取數值的整數部分；min(S(b))的表示對象S(b,P)中b為最小值對應的點，Δ為分割步長，max(S(b))的表示對象S(b,P)中b為最大值對應的點；

S502，將對象S(b,P)中每組有效觀測數據對應的汽輪機背壓對應至相應的窗口區間；

S503，計算各個窗口區間內每組有效觀測的機組修正功率的平均值和汽輪機背壓的平均值，得到各個窗口區間的質心；

S504，通過下式確定對象的首、尾兩點坐標(b_p,P_p)、(b_q,P_q)：

其中，角標1,2,…,s表示對象的汽輪機背壓數據落入[min(S(b)),min(S(b))+1]區間的對應有效觀測數據的坐標點(b₁,P₁)、(b₂,P₂)、......、(b_s,P_s)；角標1,2,…,t表示對象的汽輪機背壓數據落入[max(S(b))-1,max(S(b))]區間的對應有效觀測數據的坐標(b₁,P₁)、(b₂,P₂)、......、(b_t,P_t)；

S505，連接首、尾兩點繪制直線，分別計算S503中得到的每個質心到該直線之間的距離，并將最大距離值對應的質心作為拐點；

步驟7中，根據對步驟6中的X集合和Y集合獲取燃煤發電機組背壓特性曲線，具體方法是：

分別對X集合、Y集合進行線性回歸處理，得到擬合直線x和擬合直線；

計算拐點對應的汽輪機背壓分別在擬合直線x和擬合直線y上對應的機組修正功率y₁和機組修正功率y₂；

計算機組修正功率y₁和機組修正功率y₂的平均值y_m；

計算對象中的汽輪機背壓最大值max(S(b))在擬合直線x上對應的機組最大背壓修正功率值y_max；

計算對象中的汽輪機背壓數據最小值min(S(b))在擬合直線y上對應的機組最小背壓修正功率值y_min；

分別對平均值y_m、數值y_max和數值y_min進行修正計算，得到修改后的平均值y'_m、數值y'_max和數值y'_min；

依次連接(min(S(b)),y’_min)、(b_g,y’_m)、(max(S(b)),y’_max)，獲得燃煤發電機組背壓特性曲線。