[發(fā)明專利]一種基于反函數(shù)擬合的汽輪機調門流量特性優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211075053.0
• 申請日: 2022-09-02
• 公開（公告）號: CN115330080A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設計）人: 高慶;王浩;屈杰;劉永林;馬汀山;居文平;曾立飛
• 申請（專利權）人: 西安西熱節(jié)能技術有限公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F30/20;G06F113/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發(fā)明公開了一種基于反函數(shù)擬合的汽輪機調門流量特性優(yōu)化方法，本發(fā)明通過反函數(shù)擬合方法實現(xiàn)了汽輪機調門流量特性優(yōu)化，首先通過反函數(shù)多項式擬合方法得到高精度單調門流量特性曲線，然后在汽輪機順序閥控制方式下，考慮各調門的閥點流量以及各調門之間的重疊度進行流量分配區(qū)間計算，最終完成順序閥控制方式下汽輪機調門流量曲線優(yōu)化。本發(fā)明通過反函數(shù)多項式擬合方法，單調門流量曲線具有非常高的擬合精度；在順序閥控制方式下汽輪機調門流量曲線優(yōu)化過程中，可定義自由度大；本發(fā)明在擬合及優(yōu)化過程中，數(shù)據點采用離散化方式，數(shù)據處理簡易，可以作為數(shù)據點結果輸出，非常方便應用于工控機的編程，達到了提高汽輪機經濟性和穩(wěn)定運行的目的。

技術領域

本發(fā)明屬于汽輪機自動控制領域，具體涉及一種基于反函數(shù)擬合的汽輪機調門流量特性優(yōu)化方法。

背景技術

汽輪機科學、合理、優(yōu)化的配汽方式是保證汽輪機安全、穩(wěn)定和經濟運行的重要前提，但由于設計狀態(tài)與實際環(huán)境的偏差，部分機組在運行過程中，常常存在某一負荷區(qū)間內某一高壓調節(jié)汽門震蕩，且出現(xiàn)高壓調節(jié)汽門開度過大的問題；此外，部分機組在單閥/順序閥切換過程中會出現(xiàn)高調門的振動大、高壓轉子的受力不均勻、轉速波動幅度較大，軸瓦溫度升高等問題。這些情況對機組的經濟性、安全性造成巨大影響。通?？紤]到機組經濟效益及穩(wěn)定運行，通常采用順序閥方式運行。在順序閥控制方式中，調門順序管理及重疊度分配以及各調門流量分配均是影響配汽靜態(tài)曲線的重要因素。傳統(tǒng)方法中通常將相對流量作為自變量，調門開度作為因變量，在擬合過程中往往不能得到很好的擬合關系函數(shù)，且調門存在流量死區(qū)以及空行程等區(qū)域，使得擬合函數(shù)在該區(qū)域內不能得到很好的預測。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種基于反函數(shù)擬合的汽輪機調門流量特性優(yōu)化方法，實現(xiàn)汽輪機調門流量特性曲線擬合及調門順序閥管理模式中綜合閥位與閥門開度的優(yōu)化曲線。

為了達到上述目的，本發(fā)明包括以下步驟：

S1，測量汽輪機各個調門的閥門開度和相對流量，得到調門閥門開度和相對流量的關系；

S2，將調門閥門開度與相對流量進行擬合，并采用LAR法進行優(yōu)化，完成擬合；

S3，根據SSR和SST得到確定系數(shù)，通過確定系數(shù)對擬合結果進行評估；

S4，評估通過后，通過采取特征點的方法將單調門流量擬合曲線進行離散，得到各調門的單調門流量特性曲線；

S5，根據閥門點流量和各調門之間的重疊度，得到順序閥方式下，各調門的流量分配區(qū)間；

S6，根據各調門的流量分配區(qū)間和各調門的單調門流量特性曲線，得到順序閥控制方式下，各調門的閥門開度和綜合閥位指令的關系，從而完成汽輪機調門流量特性優(yōu)化。

S2中，將調門閥門開度與相對流量采用線性最小二乘法的多項式方法進行擬合：

y＝f(x)＝a₀+a₁x+a₂x²+...+a_nxⁿ

其中，y為相對流量，x為閥門開度，n為擬合多項式的次數(shù)，a₀、a₁、…、a_n為計算所得的擬合多項式系數(shù)。

S2中，擬合的迭代過程采用最小二乘法，為了獲得系數(shù)估計，最小二乘法使殘差的平方和最小化；將第i個數(shù)據點的殘差r_i定義為觀測響應值yi與擬合響應值之間的差值，識別為與數(shù)據相關的誤差；

殘差的平方和為：

式中，m為擬合中包含的數(shù)據點格式，S為平方和誤差估計。