[發(fā)明專利]一種汽輪發(fā)電機(jī)深度調(diào)峰工況下銅鐵脹差預(yù)測方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210430081.3
• 申請(qǐng)日: 2022-04-22
• 公開（公告）號(hào): CN114757428A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李?yuàn)檴?/a>;鄭豫生;張建華;韓金華;張曉鵬;黃衛(wèi)華;栗占偉;于凱;樊東方;李雅琪;趙偉程;趙博;姚浛;劉超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司中南電力試驗(yàn)研究院;許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司;國家電投集團(tuán)河南電力有限公司技術(shù)信息中心
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q50/06;G06N3/08
• 代理公司: 鄭州中鼎萬策專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41179
• 代理人: 林新園

1.一種汽輪發(fā)電機(jī)深度調(diào)峰工況下銅鐵脹差預(yù)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：發(fā)電機(jī)深度調(diào)峰歷史數(shù)據(jù)收集

從DCS系統(tǒng)查詢近幾年發(fā)電機(jī)參與的深度調(diào)峰過程，并收集深度調(diào)峰相關(guān)的過程數(shù)據(jù)，建立原始數(shù)據(jù)庫；

所述深度調(diào)峰相關(guān)的過程數(shù)據(jù)包括深度調(diào)峰過程的開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間，機(jī)組在調(diào)峰過程開始時(shí)的負(fù)荷及結(jié)束時(shí)的負(fù)荷，分別記為初始負(fù)荷和結(jié)束負(fù)荷，定子鐵芯在調(diào)峰過程開始時(shí)的溫度及結(jié)束時(shí)的溫度，分別記為定子鐵芯初始溫度和定子鐵芯結(jié)束溫度，定子線棒在調(diào)峰過程開始時(shí)的溫度及結(jié)束時(shí)的溫度，分別記為定子線棒初始溫度和定子線棒結(jié)束溫度；

步驟二：數(shù)據(jù)優(yōu)選

對(duì)原始數(shù)據(jù)庫中的過程數(shù)據(jù)進(jìn)行刪減計(jì)算，具體方法為：

A、針對(duì)某一深度調(diào)峰過程：

發(fā)電機(jī)鐵芯溫度的選取：發(fā)電機(jī)鐵芯溫度測點(diǎn)在發(fā)電機(jī)軸向中部沿發(fā)電機(jī)圓周布置，剔除壞點(diǎn)之后，剩余鐵芯測點(diǎn)采集的溫度求平均后，平均溫度作為當(dāng)前功率對(duì)應(yīng)的鐵芯溫度；發(fā)電機(jī)定子鐵芯初始溫度為發(fā)電機(jī)功率下降過程中，最大功率對(duì)應(yīng)的鐵芯溫度；發(fā)電機(jī)定子鐵芯結(jié)束溫度為發(fā)電機(jī)功率下降過程中，最小功率對(duì)應(yīng)的鐵芯溫度；

發(fā)電機(jī)定子線棒溫度選取：發(fā)電機(jī)有多根線棒，每根線棒均裝有溫度測點(diǎn)，剔除壞點(diǎn)之后，剩余線棒溫度測點(diǎn)采集的溫度求平均后，平均溫度作為當(dāng)前功率對(duì)應(yīng)的線棒溫度；發(fā)電機(jī)定子線棒初始溫度為發(fā)電機(jī)功率下降過程中，最大功率對(duì)應(yīng)的線棒溫度；發(fā)電機(jī)定子線棒結(jié)束溫度為發(fā)電機(jī)功率下降過程中，最小功率對(duì)應(yīng)的線棒溫度；

發(fā)電機(jī)鐵芯溫差ΔT_Fe的計(jì)算：發(fā)電機(jī)鐵芯初始溫度與結(jié)束溫度溫差的絕對(duì)值；

發(fā)電機(jī)定子線棒溫差ΔT_Cu的計(jì)算：發(fā)電機(jī)定子線棒初始溫度與結(jié)束溫度溫差的絕對(duì)值；

發(fā)電機(jī)定子銅鐵膨脹差的計(jì)算：

定子鐵芯膨脹量ΔL_Fe按式(1)計(jì)算：

ΔL_Fe＝α_Fe×L×ΔT_Fe (式1)

式中，ΔL_Fe為溫度變化ΔT_Fe下定子鐵芯長度的改變；L為定子鐵芯的初始長度；α_Fe為鐵元素線性熱膨脹系數(shù)，取12.2×1E-6/℃；

發(fā)電機(jī)定子線棒膨脹量ΔL_Cu按式(2)計(jì)算：

ΔL_Cu＝α_Cu×L×ΔT_Cu (式2)

式中，ΔL_Cu為溫度變化ΔT_Cu下定子線棒長度的改變；L為定子線棒的初始長度；α_Cu為銅元素線性熱膨脹系數(shù)，取17.5×1E-6/℃；

發(fā)電機(jī)定子銅鐵膨脹差ΔL為|ΔL_Fe-ΔL_Cu|；

發(fā)電機(jī)調(diào)峰持續(xù)時(shí)長的計(jì)算：調(diào)峰過程開始時(shí)間與結(jié)束時(shí)間之間的間隔即為調(diào)峰持續(xù)時(shí)長，不足0.5h以0.5h計(jì)；

初始負(fù)荷的計(jì)算：對(duì)發(fā)電機(jī)初始負(fù)荷進(jìn)行歸一化處理，即初始負(fù)荷/Pgn，其中Pgn為發(fā)電機(jī)額定有功功率；

結(jié)束負(fù)荷的計(jì)算：對(duì)發(fā)電機(jī)結(jié)束負(fù)荷進(jìn)行歸一化處理，即結(jié)束負(fù)荷/Pgn，其中Pgn為發(fā)電機(jī)額定有功功率；

B、對(duì)查詢到的所有深度調(diào)峰過程均做上述數(shù)據(jù)篩選及計(jì)算，最終，將各深度調(diào)峰過程的發(fā)電機(jī)定子銅鐵膨脹差、調(diào)峰持續(xù)時(shí)長、初始負(fù)荷、結(jié)束負(fù)荷存于excel表格中，作為優(yōu)選數(shù)據(jù)庫；

步驟三：進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算

采用matlab軟件進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算，將優(yōu)選數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入；采用三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其輸入層為深度調(diào)峰持續(xù)時(shí)長、初始負(fù)荷、結(jié)束負(fù)荷；隱含層神經(jīng)元接點(diǎn)數(shù)通過試湊法確定，輸出層為發(fā)電機(jī)定子銅鐵膨脹差，最后對(duì)預(yù)測得到的定子銅鐵膨脹差與實(shí)際值進(jìn)行比較并計(jì)算誤差，通過調(diào)整閾值和隱含層數(shù)量，直至誤差最小，最終確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

步驟四：定子銅鐵膨脹差的預(yù)測

將要進(jìn)行發(fā)電機(jī)定子銅鐵膨脹差預(yù)測的相關(guān)深度調(diào)峰工況數(shù)據(jù)：深度調(diào)峰持續(xù)時(shí)長、初始負(fù)荷及結(jié)束負(fù)荷填入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層，即可進(jìn)行該工況下的發(fā)電機(jī)定子銅鐵膨脹差預(yù)測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪發(fā)電機(jī)深度調(diào)峰工況下銅鐵脹差預(yù)測方法，其特征在于，所述深度調(diào)峰過程定義為：當(dāng)發(fā)電機(jī)有功功率值從功率P從大于0.6Pgn持續(xù)下降降至0.4Pgn以下，之后發(fā)電機(jī)有功功率持續(xù)上升，升至大于0.4Pgn以上，且發(fā)電機(jī)功率下降過程時(shí)間小于8h，則將功率下降過程即為發(fā)電機(jī)深度調(diào)峰過程；其中Pgn為發(fā)電機(jī)額定有功功率。