[發明專利]基于鍋爐主汽壓力歷史數據的在線動態自回歸預測方法

在審

• 申請號: 202110780147.7
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113359426A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 王林;金國強;吳建國;徐明軍;于信波;房高超;孫廣慶;楊春
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司;華能威海發電有限責任公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開了一種基于鍋爐主汽壓力歷史數據的在線動態自回歸預測方法，該方法利用當前變量的歷史數據進行標準化運算和自相關運算，得到未來預測數據的權重矩陣，相比復雜的預測方法，該方法簡單可行，易于操作，同時具有較強的魯棒性，對于協調優化控制的PID超前調節具有重要的意義，通過該預測方法的運用，使燃煤機組主汽壓力不超調，實現機組安全，穩定運行。

技術領域

本發明涉及燃煤機組協調控制領域預測控制方法，具體涉及一種基于基于鍋爐主汽壓力歷史數據的在線動態自回歸預測方法。

背景技術

燃煤機組的協調優化控制一直以來是眾多專家學者研究的重點問題。目前，協調優化控制手段還是以傳統PID調節控制為主，而傳統的PID控制只能通過感知當前的誤差信號來實現執行機構的動作，而在目前的機組控制當中，由于煤量對主汽壓的響應時間較慢，同時負荷也多變，因此PID這種實時調節的特性也不能滿足機組快速響應負荷變化的要求。

目前來說，改善PID調節特性的主要方法之一是采用預測控制方法，目前來說主要的預測控制方法有廣義預測和動態矩陣，這兩種方法依賴于數據的大量矩陣運算，解算速度不快同時調試難度較大，如何發展一種穩定，有效的預測方法并且易于調試一直以來是眾多學者重點研究的問題之一。

發明內容

本發明的目的在于針對現有PID控制的不足，提供了基于鍋爐主汽壓力歷史數據的在線動態自回歸預測方法。

為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案予以實現：

基于鍋爐主汽壓力歷史數據的在線動態自回歸預測方法，包括以下步驟：

1)獲得預設時長和時間間隔的動態鍋爐主汽壓力歷史數據；

2)對步驟1)的歷史數據進行標準化處理；

3)對步驟2)的標準化歷史數據進行自相關系數計算權重解算；

4)利用步驟3)的自相關系數計算權重預測未來數據。

本發明進一步的改進在于，步驟1)中，獲得400s以內時長和時間間隔為0.5s～3s的動態歷史數據。

本發明進一步的改進在于，步驟1)中，假設當前數據為U₀，其歷史數據矩陣如下：

U[n]＝U₀e^-nTs

其中，U[n]為U₀的歷史數據矩陣；s為拉普拉斯算子；n為歷史數據矩陣中的數據編號；T為相鄰歷史數據的時間間隔；其中0≤n≤N，N為歷史數據矩陣最大長度。

本發明進一步的改進在于，n的最大值為400，且T＝1s。

本發明進一步的改進在于，步驟2)中，對歷史數據矩陣進行標準化處理，具體如下，

對歷史數據矩陣進行一次差分：

U₁[n]＝U[n+1]-U[n] 1≤n≤N-1

其中U₁[n]為一次差分矩陣，U[n+1]和U[n]分別為第n+1步和第n步歷史數據，將一次差分矩陣再進行差分，得到歷史矩陣的二次差分矩陣U₂[n]，表達如下：

U₂[n]＝U₁[n+1]-U₁[n]1≤n≤N-2

將二次差分矩陣求平均，得二次差分矩陣平均值為：

將二次差分矩陣去平均化，得到殘差矩陣U'₂[n]為：