CN106803210A - 参数优化系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种参数优化系统，其包括数据获取处理单元及特征模型处理单元。数据获取处理单元用于获取发电厂的历史操作数据。特征模型处理单元用于根据历史操作数据确定包括一个或多个边界参数极限值的一个或多个特征模型；从历史操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的先前数据段；以及根据对应边界参数的一个或多个先前数据段和对应边界参数极限值的比较来调节每个控制器设定点，以用于控制发电厂的对应部件。本发明还提供一种参数优化方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种参数优化系统及方法，尤其涉及发电厂的参数优化系统及方法。
背景技术
发电厂的操作常常涉及多个机器和关联过程的复杂协调。在发电厂环境内的许多工业部件可包括与计算装置结合的传感器或其它监测设备以使这些工业部件的实时状况可以被电子追踪。例如，在发电厂环境内的一些显示单元能够显示与发电厂内监测的各自的部件或过程关联的各种目前发电厂操作状况。
由于传统监测系统中捕捉的信息的庞大数量以及分类和访问这样的数据的有限方式，分析历史数据可能比较困难。没有方式来识别并存储与过去的操作事件关联的数据，操作员可能被迫手工分类大量历史数据来识别所希望的信息，比较耗费时间，效率低下。
另外，由于发电厂是高度复杂的工业系统，因此如何控制发电厂的操作以使得发电厂能以最佳性能运行(例如发电厂的输出功率/效率较高、强制关机的平均间隔时间(英文名称为：mean time between forced outage,MTBFO)较长、发电厂的排放较低)，对于业界来说是比较困难的。
具体地，环境条件(例如环境温度、环境湿度、环境大气压力等)、软件流程及控制器的设计、制造及委托制作、发电厂中的部件故障或老化等因素都会对发电厂的操作造成限制或改变，这些对于如何控制发电厂以最佳性能运行来说都是挑战。现有做法是操作员定期或者不定期地对发电厂进行维护/维修，以使发电厂以较佳性能运行，比较耗费人力、效率也不高。
因此，业界仍然存在需求来分类并分析发电厂历史数据和/或提供当前数据和历史数据的比较，以优化发电厂的性能。
发明内容
现在归纳本发明的一个或多个方面以便于本发明的基本理解，其中该归纳并不是本发明的扩展性纵览，且并非旨在标识本发明的某些要素，也并非旨在划出其范围。相反，该归纳的主要目的是在下文呈现更详细的描述之前用简化形式呈现本发明的一些概念。
本发明的一个方面，在于提供一种参数优化系统，其包括：
数据获取处理单元，用于获取发电厂的历史操作数据；及
特征模型处理单元，用于根据历史操作数据确定包括一个或多个边界参数极限值的一个或多个特征模型；从历史操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的先前数据段；以及根据对应边界参数的一个或多个先前数据段和对应边界参数极限值的比较来调节每个控制器设定点，以用于控制发电厂的对应部件。
较佳地，在上述参数优化系统中，该数据获取处理单元还用于获取发电厂的当前操作数据；
该特征模型处理单元还用于从当前操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的当前数据段，以及根据对应边界参数的一个或多个当前数据段和对应边界参数极限值的比较来调节每个控制器设定点。
较佳地，在上述参数优化系统中，该发电厂包括燃气轮机，该一个或多个特征模型还包括一个或多个效率曲线，该特征模型处理单元还用于根据历史操作数据的先前操作状况和先前环境状况确定该一个或多个效率曲线，以及根据一个或多个效率曲线产生用于发电厂的稳态操作或暂态操作的一个或多个控制器设定点轨迹；该发电厂的暂态操作包括燃气轮机的多个燃烧模式之间的切换。
较佳地，在上述参数优化系统中，该数据获取处理单元还用于获取发电厂的当前操作数据；
该特征模型处理单元还用于根据当前操作数据的当前操作状况和当前环境状况更新一个或多个效率曲线。
较佳地，在上述参数优化系统中，多个燃烧模式包括第一燃烧模式和第二燃烧模式，多个效率曲线包括与第一燃烧模式对应的第一效率曲线及与第二燃烧模式对应的第二效率曲线；
该特征模型处理单元还用于根据第一效率曲线和第二效率曲线分别产生第一控制器设定点轨迹和第二控制器设定点轨迹；
该第一控制器设定点轨迹和第二控制器设定点轨迹用于在第二效率曲线大于第一效率曲线时控制第一燃烧模式切换至第二燃烧模式。
较佳地，在上述参数优化系统中，该一个或多个特征模型还包括一个或多个控制器设定点最大值，该一个或多个边界参数极限值包括一个或多个边界参数上限值；
该特征模型处理单元还用于执行如下操作：
对于与对应控制器设定点最大值相关的每个控制器设定点的每个值，从对应先前数据段获取对应边界参数的最大值；
如果每个控制器设定点的所有值处理完毕，则从多个获取的最大值中选择一个历史最大值；
如果历史最大值小于与对应边界参数上限值相关的第一预定值时，则将对应控制器设定点最大值增大预定变化量；
如果历史最大值大于与对应边界参数上限值相关的第一预定值并且大于与对应边界参数上限值相关的第二预定值时，则将对应控制器设定点最大值减小预定变化量；以及
根据增大的或减小的对应控制器设定点最大值更新每个控制器设定点。
较佳地，在上述参数优化系统中，该一个或多个特征模型还包括一个或多个控制器设定点最小值，该一个或多个边界参数极限值包括一个或多个边界参数下限值；
该特征模型处理单元还用于执行如下操作：
对于与对应控制器设定点最小值相关的每个控制器设定点的每个值，从对应先前数据段获取对应边界参数的最小值；
如果每个控制器设定点的所有值处理完毕，则从多个获取的最小值中选择一个历史最小值；
如果历史最小值小于与对应边界参数下限值相关的第一预定值时，则将对应控制器设定点最小值增大预定变化量；
如果历史最小值大于与对应边界参数下限值相关的第一预定值并且大于与对应边界参数下限值相关的第二预定值时，则将对应控制器设定点最小值减小预定变化量；以及
根据增大的或减小的对应控制器设定点最小值更新每个控制器设定点。
较佳地，在上述参数优化系统中，该数据获取处理单元还用于获取发电厂的当前操作数据；
该特征模型处理单元还用于执行如下操作：
从当前操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的当前数据段；
对于与对应控制器设定点最大值相关的每个控制器设定点，从对应当前数据段获取对应边界参数的当前最大值；
如果当前最大值大于历史最大值并且小于与对应边界参数上限值相关的第一预定值时，则将对应控制器设定点最大值增大预定变化量；
如果当前最大值大于历史最大值并且大于与对应边界参数上限值相关的第一预定值及第二预定值时，则将对应控制器设定点最大值减小预定变化量；及
根据增大的或减小的对应控制器设定点最大值更新每个控制器设定点。
较佳地，在上述参数优化系统中，该数据获取处理单元还用于获取发电厂的当前操作数据；
该特征模型处理单元还用于执行如下操作：
从当前操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的当前数据段；
对于与对应控制器设定点最小值相关的每个控制器设定点，从对应当前数据段获取对应边界参数的当前最小值；
如果当前最小值小于历史最小值并且小于与对应边界参数下限值相关的第一预定值时，则将对应控制器设定点最小值增大预定变化量；
如果当前最小值小于历史最小值并且大于与对应边界参数下限值相关的第一预定值及第二预定值时，则将对应控制器设定点最小值减小预定变化量；及
根据增大的或减小的对应控制器设定点最小值更新每个控制器设定点。
较佳地，在上述参数优化系统中，该边界参数包括涡轮机排气温度、燃烧器部分熄火、压缩机喘振线及燃烧器声辐射波。
本发明的另一个方面，在于提供一种参数优化方法，其包括：
获取发电厂的历史操作数据；
根据历史操作数据确定包括一个或多个边界参数极限值的一个或多个特征模型；
从历史操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的先前数据段；及
根据对应边界参数的一个或多个先前数据段和对应边界参数极限值的比较来调节每个控制器设定点，以用于控制发电厂的对应部件。
较佳地，上述参数优化方法还包括：
获取发电厂的当前操作数据；
从当前操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的当前数据段；以及
根据对应边界参数的一个或多个当前数据段和对应边界参数极限值的比较来调节每个控制器设定点。
较佳地，该发电厂包括燃气轮机，该一个或多个特征模型还包括一个或多个效率曲线，上述参数优化方法还包括：
根据历史操作数据的先前操作状况和先前环境状况确定该一个或多个效率曲线；以及
根据一个或多个效率曲线产生用于发电厂的稳态操作或暂态操作的一个或多个控制器设定点轨迹；该发电厂的暂态操作包括燃气轮机的多个燃烧模式之间的切换。
较佳地，上述参数优化方法还包括：
获取发电厂的当前操作数据；以及
根据当前操作数据的当前操作状况和当前环境状况更新一个或多个效率曲线。
较佳地，多个燃烧模式包括第一燃烧模式和第二燃烧模式，多个效率曲线包括与第一燃烧模式对应的第一效率曲线及与第二燃烧模式对应的第二效率曲线；
上述参数优化方法还包括：
根据第一效率曲线和第二效率曲线分别产生第一控制器设定点轨迹和第二控制器设定点轨迹；
在第二效率曲线大于第一效率曲线时利用第一控制器设定点轨迹和第二控制器设定点轨迹来控制第一燃烧模式切换至第二燃烧模式。
较佳地，该一个或多个特征模型还包括一个或多个控制器设定点最大值，该一个或多个边界参数极限值包括一个或多个边界参数上限值；
上述参数优化方法还包括：
对于与对应控制器设定点最大值相关的每个控制器设定点的每个值，从对应先前数据段获取对应边界参数的最大值；
如果每个控制器设定点的所有值处理完毕，则从多个获取的最大值中选择一个历史最大值；
如果历史最大值小于与对应边界参数上限值相关的第一预定值时，则将对应控制器设定点最大值增大预定变化量；
如果历史最大值大于与对应边界参数上限值相关的第一预定值并且大于与对应边界参数上限值相关的第二预定值时，则将对应控制器设定点最大值减小预定变化量；以及
根据增大的或减小的对应控制器设定点最大值更新每个控制器设定点。
较佳地，该一个或多个特征模型还包括一个或多个控制器设定点最小值，该一个或多个边界参数极限值包括一个或多个边界参数下限值；
上述参数优化方法还包括：
对于与对应控制器设定点最小值相关的每个控制器设定点的每个值，从对应先前数据段获取对应边界参数的最小值；
如果每个控制器设定点的所有值处理完毕，则从多个获取的最小值中选择一个历史最小值；
如果历史最小值小于与对应边界参数下限值相关的第一预定值时，则将对应控制器设定点最小值增大预定变化量；
如果历史最小值大于与对应边界参数下限值相关的第一预定值并且大于与对应边界参数下限值相关的第二预定值时，则将对应控制器设定点最小值减小预定变化量；以及
根据增大的或减小的对应控制器设定点最小值更新每个控制器设定点。
较佳地，上述参数优化方法还包括：
获取发电厂的当前操作数据；
从当前操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的当前数据段；
对于与对应控制器设定点最大值相关的每个控制器设定点，从对应当前数据段获取对应边界参数的当前最大值；
如果当前最大值大于历史最大值并且小于与对应边界参数上限值相关的第一预定值时，则将对应控制器设定点最大值增大预定变化量；
如果当前最大值大于历史最大值并且大于与对应边界参数上限值相关的第一预定值及第二预定值时，则将对应控制器设定点最大值减小预定变化量；及
根据增大的或减小的对应控制器设定点最大值更新每个控制器设定点。
较佳地，上述参数优化方法还包括：
获取发电厂的当前操作数据；
从当前操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的当前数据段；
对于与对应控制器设定点最小值相关的每个控制器设定点，从对应当前数据段获取对应边界参数的当前最小值；
如果当前最小值小于历史最小值并且小于与对应边界参数下限值相关的第一预定值时，则将对应控制器设定点最小值增大预定变化量；
如果当前最小值小于历史最小值并且大于与对应边界参数下限值相关的第一预定值及第二预定值时，则将对应控制器设定点最小值减小预定变化量；及
根据增大的或减小的对应控制器设定点最小值更新每个控制器设定点。
本发明实施方式提供的参数优化系统及方法，可根据对应边界参数的一个或多个先前数据段和对应边界参数极限值的比较来调节每个控制器设定点；一方面，可以满足业界对分析发电厂历史数据和/或提供当前数据和历史数据的比较的需求；另一方面，可以实现参数优化进而提升发电厂的性能。
附图说明
通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：
图1为本发明一种示范性实施方式的发电厂的示意图。
图2为第一种示范性实施方式的离线确定特征模型的方法的流程图。
图3为一种示范性实施方式的在线更新图2所示特征模型的方法的流程图。
图4为第二种示范性实施方式的离线确定特征模型的方法的流程图。
图5为一种示范性实施方式的在线更新图4所示特征模型的方法的流程图。
图6为一种示范性实施方式的利用效率曲线来控制燃烧模式切换的示意图。
具体实施方式
以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。
除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。
请参阅图1，其为本发明一种示范性实施方式的参数优化系统900的示意图。参数优化系统900用于对发电厂800的历史操作数据及当前操作数据进行分析以调节控制器设定点，从而实现对发电厂800的优化控制，最终使得发电厂800以较佳/最佳性能运行。参数优化系统900包括数据获取处理单元902及特征模型处理单元904。
在一种非限定的实施例中，发电厂800包括燃气轮机100和发电机810。在另一种实施方式中，发电厂800为燃气轮机、蒸汽轮机和发电机组成的联合循环发电厂。另外，在其它实施例中，发电厂800还可以是风力发电厂、水力发电厂、太阳能发电厂或者燃煤发电厂等。
在本实施方式中，燃气轮机100包括压缩机120、燃烧器140、涡轮机150及转轴160。压缩机120用于压缩空气流122，并将压缩的空气流122输送至燃烧器140。燃烧器140用于将压缩的空气流122与增压的燃料流142进行混合，然后点燃上述混合物以产生燃烧气体流144。尽管图1仅示出了一个燃烧器140，但燃气轮机100可以包括任意数量的燃烧器140。
随后将燃烧气体流144输送至涡轮机150，燃烧气体流144驱动涡轮机150，以产生机械能量。转轴160可操作地将涡轮机150机械耦合到压缩机120以及将涡轮机150机械耦合到发电机810，使得在涡轮机150中产生的机械能量经由转轴160驱动压缩机120以及发电机810，从而使电能可由涡轮机150从转轴160的转动生成。燃气轮机100可以使用天然气、各种类型的合成气以及/或者其它类型的燃料。
控制器840可包括电性耦合到每一部件并能够用于控制每一部件的操作的任何机制的计算机化的控制系统。在一种非限定的示例中，控制器840可以是燃气涡轮发电机100的控制器(英文名称为：turbine controller)等。传感器820或其他监测设备可以直接耦合到发电厂800的选定部件，或可通过控制器840或通过其他合适的接口机制电性耦合到这样的部件。在此需要说明的是，虽然图1中显示传感器820的数量为三个，但是可以理解的是，传感器820的数量可以是三个以上。
请再次参阅图1，在本示范性实施方式中，数据获取处理单元902与控制单元840耦合以实现数据获取处理单元902与控制单元840之间的双向通信。
特征模型处理单元904通过网络908与发电厂800耦合。网络908可对应于任何网络类型，包括但不限于拨入网络、实用网络、公共交换电话网络(PSTN)、局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)、个人区域网络(PAN)、虚拟私人网络(VPN)、校园网(CAN)、存储区域网络(SAN)、因特网、内部网或以太类型网络、两个或者更多这些类型的网络或者其它的组合，以一个或多个有线和/或无线通信链路的组合中的任何种类的网络拓扑实现。在一种非限定的实施例中，特征模型处理单元904为由多个计算机组成的计算机群组或超级计算机。
数据获取处理单元902用于获取发电厂800的历史操作数据。
特征模型处理单元904用于根据历史操作数据确定包括一个或多个边界参数极限值的一个或多个特征模型；从历史操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的先前数据段；以及根据对应边界参数的一个或多个先前数据段和对应边界参数极限值的比较来调节每个控制器设定点，以用于控制发电厂800的对应部件。
具体地，特征模型处理单元904用于根据对应边界参数的一个或多个先前数据段和对应边界参数极限值的比较来调节每个控制器参数，调节后的每个控制器参数用于调节对应的控制器设定点。
进一步地，数据获取处理单元902还用于获取发电厂800的当前操作数据。特征模型处理单元904还用于从当前操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的当前数据段，以及根据对应边界参数的一个或多个当前数据段和对应边界参数极限值的比较来调节每个控制器设定点。
具体地，特征模型处理单元904用于根据对应边界参数的一个或多个当前数据段和对应边界参数极限值的比较来调节每个控制器参数，调节后的每个控制器参数用于调节对应的控制器设定点。
在此需要说明的是，控制器设定点包括涡轮机入口温度的控制命令、压缩机排气温度的控制命令、涡轮机转速的控制命令、涡轮机加速度或减速度的控制命令(英文名称为：command of turbine speed accelerating/decelerating)、压缩机排气压力的控制命令、火焰温度的控制命令等。
边界参数包括涡轮机排气温度、燃烧器部分熄火(英文名称为：partialblowout)、压缩机喘振线(英文名称为：compressor surge line)、燃烧器声辐射波(英文名称为：combustor acoustics)等。
为了便于理解，在一种示范性实施方式中，控制器设定点为涡轮机入口温度的控制命令，其对应的边界参数为涡轮机排气温度或者燃烧器声辐射波等。涡轮机入口温度的最大值和燃烧器声辐射波、氮氧化物排放量、涡轮机排放温度等边界参数相关。
涡轮机入口温度的最小值和燃烧器部分熄火、一氧化碳排放量等边界参数相关。
在此需要说明的是，边界参数极限值可以包括边界参数上限值及边界参数下限值，其定义将在后续图2至图6中描述。
边界参数上限值及下限值会由于环境条件(例如环境大气压力、环境湿度、环境温度)、发电厂800的操作状况(例如涡轮机转轴的旋转速度、涡轮机的输出功率)、发电厂800中部件的老化等因素而改变。
在现有技术中，边界参数上限值和下限值是由操作员在发电厂800的维修过程中调节或更新，出于安全考虑，边界参数上限值和下限值的调节或更新较为保守。
由于本发明之示范性实施方式可以利用发电厂800的历史操作数据来确定边界参数上限值和下限值，还可以利用发电厂800的当前操作数据来实时更新边界参数上限值和下限值。因此，边界参数上限值和下限值更接近于真实值。
本发明之示范性实施方式根据对应边界参数的一个或多个先前数据段和对应边界参数极限值的比较来调节每个控制器设定点，控制器设定点的调节相对于现有技术更加地适当，这些将给予控制器更多的弹性来实现发电厂的较佳控制，使得发电厂具有更宽的操作空间来实现较佳/最佳的运行性能。
请参阅图2，其为第一种示范性实施方式的离线确定特征模型的方法200的流程图。方法200包括如下步骤：
步骤202：数据获取处理单元902获取发电厂800的历史操作数据。
步骤204：特征模型处理单元904从历史操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的先前数据段，并根据历史操作数据确定一个或多个特征模型。在本实施方式中，一个或多个特征模型包括一个或多个边界参数上限值和一个或多个控制器设定点最大值。
步骤206：对于与对应控制器设定点最大值相关的每个控制器设定点的每个值，特征模型处理单元904从对应先前数据段获取对应边界参数的最大值。
步骤208：如果每个控制器设定点的所有值处理完毕，则特征模型处理单元904从多个获取的最大值中选择一个历史最大值。
步骤210：特征模型处理单元904判断历史最大值是否小于与对应边界参数上限值相关的第一预定值？若是，则流程执行步骤212。若否，则流程执行步骤222。在本实施方式中，与对应边界参数上限值相关的第一预定值是指对应边界参数上限值的50％。
步骤212：特征模型处理单元904将对应控制器设定点最大值增大预定变化量。随后，流程执行步骤240。
步骤222：特征模型处理单元904判断历史最大值是否大于与对应边界参数上限值相关的第二预定值？若是，则流程执行步骤224。若否，则流程执行步骤242。在本实施方式中，与对应边界参数上限值相关的第二预定值是指对应边界参数上限值的85％。
步骤224：特征模型处理单元904将对应控制器设定点最大值减小预定变化量。随后，流程执行步骤240。
步骤240：特征模型处理单元904根据增大的或减小的对应控制器设定点最大值更新每个控制器设定点。随后，流程执行步骤242。
在本示范性实施方式中，特征模型处理单元904根据增大的或减小的对应控制器设定点最大值更新控制器840中每个控制器设定点的最大值，控制器840根据更新后的每个控制器设定点的最大值更新对应的控制器设定点。
步骤242：特征模型处理单元904判断所有的控制器设定点是否处理完毕？若是，则流程结束。若否，则流程执行步骤206。
请参阅图3，其为一种示范性实施方式的在线更新图2所示特征模型的方法300的流程图。方法300包括如下步骤：
步骤302：数据获取处理单元902获取发电厂800的当前操作数据。
步骤304：特征模型处理单元904从当前操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的当前数据段。
步骤306：对于与对应控制器设定点最大值相关的每个控制器设定点，特征模型处理单元904从对应当前数据段获取对应边界参数的当前最大值。
步骤308：特征模型处理单元904判断当前最大值是否大于历史最大值？若是，则流程执行步骤310。若否，则流程执行步骤342。
步骤310：特征模型处理单元904判断当前最大值是否小于与对应边界参数上限值相关的第一预定值？若是，则流程执行步骤312。若否，则流程执行步骤322。
步骤312：特征模型处理单元904将对应控制器设定点最大值增大预定变化量。随后，流程执行步骤340。
步骤322：特征模型处理单元904判断当前最大值是否大于与对应边界参数上限值相关的第二预定值？若是，则流程执行步骤324。若否，则流程执行步骤342。
步骤324：特征模型处理单元904将对应控制器设定点最大值减小预定变化量。随后，流程执行步骤340。
步骤340：特征模型处理单元904根据增大的或减小的对应控制器设定点最大值更新每个控制器设定点。随后，流程执行步骤342。
步骤342：特征模型处理单元904判断所有的控制器设定点是否处理完毕？若是，则流程结束。若否，则流程执行步骤306。
请参阅图4，其为第二种示范性实施方式的离线确定特征模型的方法400的流程图。方法400包括如下步骤：
步骤402：数据获取处理单元902获取发电厂800的历史操作数据。
步骤404：特征模型处理单元904从历史操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的先前数据段，并根据历史操作数据确定一个或多个特征模型。在本实施方式中，一个或多个特征模型包括一个或多个边界参数下限值和一个或多个控制器设定点最小值。
步骤406：对于与对应控制器设定点最小值相关的每个控制器设定点的每个值，特征模型处理单元904从对应先前数据段获取对应边界参数的最小值。
步骤408：如果每个控制器设定点的所有值处理完毕，则特征模型处理单元904从多个获取的最小值中选择一个历史最小值。
步骤410：特征模型处理单元904判断历史最小值是否小于与对应边界参数下限值相关的第一预定值？若是，则流程执行步骤412。若否，则流程执行步骤422。在本实施方式中，与对应边界参数下限值相关的第一预定值是指对应边界参数下限值的50％。
步骤412：特征模型处理单元904将对应控制器设定点最小值增大预定变化量。随后，流程执行步骤440。
步骤422：特征模型处理单元904判断历史最小值是否大于与对应边界参数下限值相关的第二预定值？若是，则流程执行步骤424。若否，则流程执行步骤442。在本实施方式中，与对应边界参数下限值相关的第二预定值是指对应边界参数下限值的85％。
步骤424：特征模型处理单元904将对应控制器设定点最小值减小预定变化量。随后，流程执行步骤440。
步骤440：特征模型处理单元904根据增大的或减小的对应控制器设定点最小值更新每个控制器设定点。随后，流程执行步骤442。
在本示范性实施方式中，特征模型处理单元904根据增大的或减小的对应控制器设定点最小值更新控制器840中每个控制器设定点的最小值，控制器840根据更新后的每个控制器设定点的最小值更新对应的控制器设定点。
步骤442：特征模型处理单元904判断所有的控制器设定点是否处理完毕？若是，则流程结束。若否，则流程执行步骤406。
请参阅图5，其为一种示范性实施方式的在线更新图4所示特征模型的方法500的流程图。方法500包括如下步骤：
步骤502：数据获取处理单元902获取发电厂800的当前操作数据。
步骤504：特征模型处理单元904从当前操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的当前数据段。
步骤506：对于与对应控制器设定点最小值相关的每个控制器设定点，特征模型处理单元904从对应当前数据段获取对应边界参数的当前最小值。
步骤508：特征模型处理单元904判断当前最小值是否小于历史最小值？若是，则流程执行步骤510。若否，则流程执行步骤542。
步骤510：特征模型处理单元904判断当前最小值是否小于与对应边界参数下限值相关的第一预定值？若是，则流程执行步骤512。若否，则流程执行步骤522。
步骤512：特征模型处理单元904将对应控制器设定点最小值增大预定变化量。随后，流程执行步骤540。
步骤522：特征模型处理单元904判断当前最小值是否大于与对应边界参数下限值相关的第二预定值？若是，则流程执行步骤524。若否，则流程执行步骤542。
步骤524：特征模型处理单元904将对应控制器设定点最小值减小预定变化量。随后，流程执行步骤540。
步骤540：特征模型处理单元904根据增大的或减小的对应控制器设定点最小值更新每个控制器设定点。随后，流程执行步骤542。
步骤542：特征模型处理单元904判断所有的控制器设定点是否处理完毕？若是，则流程结束。若否，则流程执行步骤506。
请参阅图6，其为一种示范性实施方式的利用效率曲线来控制燃烧模式切换的示意图。上面所描述的一个或多个特征模型还包括一个或多个效率曲线，特征模型处理单元904还用于根据历史操作数据的先前操作状况和先前环境状况确定该一个或多个效率曲线，以及根据一个或多个效率曲线产生用于发电厂800的稳态操作或暂态操作的一个或多个控制器设定点轨迹；发电厂800的暂态操作包括燃气轮机100的多个燃烧模式之间的切换。
进一步地，该特征模型处理单元还用于根据当前操作数据的当前操作状况和当前环境状况更新一个或多个效率曲线。
在此需要说明的是，操作状况包括涡轮机转轴160的旋转速度、涡轮机150的输出功率等。环境状况包括发电厂800中的环境大气压力、环境湿度及环境温度等。
在图6所示示范性实施方式中，多个燃烧模式包括第一燃烧模式和第二燃烧模式，多个效率曲线包括与第一燃烧模式对应的第一效率曲线a及与第二燃烧模式对应的第二效率曲线b。
特征模型处理单元904还用于根据第一效率曲线a和第二效率曲线b分别产生第一控制器设定点轨迹和第二控制器设定点轨迹；
该第一控制器设定点轨迹和第二控制器设定点轨迹用于在第二效率曲线b大于第一效率曲线a时控制第一燃烧模式切换至第二燃烧模式。
具体地，当功率需求从L增加至H时，图6中具有利用实线和虚线分别示出的两种控制轨迹，以用于对涡轮机入口温度的控制命令进行调度。
其中，实线示出的控制轨迹为现有技术中的控制轨迹，实线示出的控制轨迹在切换点1实现第一燃烧模式和第二燃烧模式之间的切换，其具有最大的涡轮机入口温度及最小的压缩机排放空气流量，切换点1对应的功率需求为P。
虚线示出的控制轨迹为本发明示范性实施方式中的控制轨迹，虚线示出的控制轨迹在切换点2实现第一燃烧模式和第二燃烧模式之间的切换，切换点2对应的功率需求为O。将第一燃烧模式对应的第一效率曲线a和第二燃烧模式对应的第二效率曲线b进行比较，当功率需求超过O时，相对于停留于第一燃烧模式，切换至第二燃烧模式使得燃气轮机100具有更高的效率。
由于实线示出的控制轨迹在控制第一燃烧模式和第二燃烧模式之间的切换时并未考虑第一燃烧模式对应的第一效率曲线a和第二燃烧模式对应的第二效率曲线b，因此图6中虚线示出的控制轨迹要优于实线示出的控制轨迹。
虽然结合特定的实施方式对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。
Claims (19)
1.一种参数优化系统，其包括：
数据获取处理单元，用于获取发电厂的历史操作数据；及
特征模型处理单元，用于根据历史操作数据确定包括一个或多个边界参数极限值的一个或多个特征模型；从历史操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的先前数据段；以及根据对应边界参数的一个或多个先前数据段和对应边界参数极限值的比较来调节每个控制器设定点，以用于控制发电厂的对应部件。
2.如权利要求1所述的参数优化系统，其特征在于：该数据获取处理单元还用于获取发电厂的当前操作数据；
该特征模型处理单元还用于从当前操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的当前数据段，以及根据对应边界参数的一个或多个当前数据段和对应边界参数极限值的比较来调节每个控制器设定点。
3.如权利要求1所述的参数优化系统，其特征在于：该发电厂包括燃气轮机，该一个或多个特征模型还包括一个或多个效率曲线，该特征模型处理单元还用于根据历史操作数据的先前操作状况和先前环境状况确定该一个或多个效率曲线，以及根据一个或多个效率曲线产生用于发电厂的稳态操作或暂态操作的一个或多个控制器设定点轨迹；该发电厂的暂态操作包括燃气轮机的多个燃烧模式之间的切换。
4.如权利要求3所述的参数优化系统，其特征在于：该数据获取处理单元还用于获取发电厂的当前操作数据；
该特征模型处理单元还用于根据当前操作数据的当前操作状况和当前环境状况更新一个或多个效率曲线。
5.如权利要求3所述的参数优化系统，其特征在于：多个燃烧模式包括第一燃烧模式和第二燃烧模式，多个效率曲线包括与第一燃烧模式对应的第一效率曲线及与第二燃烧模式对应的第二效率曲线；
该特征模型处理单元还用于根据第一效率曲线和第二效率曲线分别产生第一控制器设定点轨迹和第二控制器设定点轨迹；
该第一控制器设定点轨迹和第二控制器设定点轨迹用于在第二效率曲线大于第一效率曲线时控制第一燃烧模式切换至第二燃烧模式。
6.如权利要求1所述的参数优化系统，其特征在于：该一个或多个特征模型还包括一个或多个控制器设定点最大值，该一个或多个边界参数极限值包括一个或多个边界参数上限值；
该特征模型处理单元还用于执行如下操作：
对于与对应控制器设定点最大值相关的每个控制器设定点的每个值，从对应先前数据段获取对应边界参数的最大值；
如果每个控制器设定点的所有值处理完毕，则从多个获取的最大值中选择一个历史最大值；
如果历史最大值小于与对应边界参数上限值相关的第一预定值时，则将对应控制器设定点最大值增大预定变化量；
如果历史最大值大于与对应边界参数上限值相关的第一预定值并且大于与对应边界参数上限值相关的第二预定值时，则将对应控制器设定点最大值减小预定变化量；以及
根据增大的或减小的对应控制器设定点最大值更新每个控制器设定点。
7.如权利要求1所述的参数优化系统，其特征在于：该一个或多个特征模型还包括一个或多个控制器设定点最小值，该一个或多个边界参数极限值包括一个或多个边界参数下限值；
该特征模型处理单元还用于执行如下操作：
对于与对应控制器设定点最小值相关的每个控制器设定点的每个值，从对应先前数据段获取对应边界参数的最小值；
如果每个控制器设定点的所有值处理完毕，则从多个获取的最小值中选择一个历史最小值；
如果历史最小值小于与对应边界参数下限值相关的第一预定值时，则将对应控制器设定点最小值增大预定变化量；
如果历史最小值大于与对应边界参数下限值相关的第一预定值并且大于与对应边界参数下限值相关的第二预定值时，则将对应控制器设定点最小值减小预定变化量；以及
根据增大的或减小的对应控制器设定点最小值更新每个控制器设定点。
8.如权利要求6所述的参数优化系统，其特征在于：该数据获取处理单元还用于获取发电厂的当前操作数据；
该特征模型处理单元还用于执行如下操作：
从当前操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的当前数据段；
对于与对应控制器设定点最大值相关的每个控制器设定点，从对应当前数据段获取对应边界参数的当前最大值；
如果当前最大值大于历史最大值并且小于与对应边界参数上限值相关的第一预定值时，则将对应控制器设定点最大值增大预定变化量；
如果当前最大值大于历史最大值并且大于与对应边界参数上限值相关的第一预定值及第二预定值时，则将对应控制器设定点最大值减小预定变化量；及
根据增大的或减小的对应控制器设定点最大值更新每个控制器设定点。
9.如权利要求7所述的参数优化系统，其特征在于：该数据获取处理单元还用于获取发电厂的当前操作数据；
该特征模型处理单元还用于执行如下操作：
从当前操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的当前数据段；
对于与对应控制器设定点最小值相关的每个控制器设定点，从对应当前数据段获取对应边界参数的当前最小值；
如果当前最小值小于历史最小值并且小于与对应边界参数下限值相关的第一预定值时，则将对应控制器设定点最小值增大预定变化量；
如果当前最小值小于历史最小值并且大于与对应边界参数下限值相关的第一预定值及第二预定值时，则将对应控制器设定点最小值减小预定变化量；及
根据增大的或减小的对应控制器设定点最小值更新每个控制器设定点。
10.如权利要求1所述的参数优化系统，其特征在于：该边界参数包括涡轮机排气温度、燃烧器部分熄火、压缩机喘振线及燃烧器声辐射波。
11.一种参数优化方法，其包括：
获取发电厂的历史操作数据；
根据历史操作数据确定包括一个或多个边界参数极限值的一个或多个特征模型；
从历史操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的先前数据段；及
根据对应边界参数的一个或多个先前数据段和对应边界参数极限值的比较来调节每个控制器设定点，以用于控制发电厂的对应部件。
12.如权利要求11所述的参数优化方法，其特征在于：该参数优化方法还包括：
获取发电厂的当前操作数据；
从当前操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的当前数据段；以及
根据对应边界参数的一个或多个当前数据段和对应边界参数极限值的比较来调节每个控制器设定点。
13.如权利要求11所述的参数优化方法，其特征在于：该发电厂包括燃气轮机，该一个或多个特征模型还包括一个或多个效率曲线，该参数优化方法还包括：
根据历史操作数据的先前操作状况和先前环境状况确定该一个或多个效率曲线；以及
根据一个或多个效率曲线产生用于发电厂的稳态操作或暂态操作的一个或多个控制器设定点轨迹；该发电厂的暂态操作包括燃气轮机的多个燃烧模式之间的切换。
14.如权利要求13所述的参数优化方法，其特征在于，该参数优化方法还包括：
获取发电厂的当前操作数据；以及
根据当前操作数据的当前操作状况和当前环境状况更新一个或多个效率曲线。
15.如权利要求13所述的参数优化方法，其特征在于：多个燃烧模式包括第一燃烧模式和第二燃烧模式，多个效率曲线包括与第一燃烧模式对应的第一效率曲线及与第二燃烧模式对应的第二效率曲线；
该参数优化方法还包括：
根据第一效率曲线和第二效率曲线分别产生第一控制器设定点轨迹和第二控制器设定点轨迹；
在第二效率曲线大于第一效率曲线时利用第一控制器设定点轨迹和第二控制器设定点轨迹来控制第一燃烧模式切换至第二燃烧模式。
16.如权利要求11所述的参数优化方法，其特征在于：该一个或多个特征模型还包括一个或多个控制器设定点最大值，该一个或多个边界参数极限值包括一个或多个边界参数上限值；
该参数优化方法还包括：
对于与对应控制器设定点最大值相关的每个控制器设定点的每个值，从对应先前数据段获取对应边界参数的最大值；
如果每个控制器设定点的所有值处理完毕，则从多个获取的最大值中选择一个历史最大值；
如果历史最大值小于与对应边界参数上限值相关的第一预定值时，则将对应控制器设定点最大值增大预定变化量；
如果历史最大值大于与对应边界参数上限值相关的第一预定值并且大于与对应边界参数上限值相关的第二预定值时，则将对应控制器设定点最大值减小预定变化量；以及
根据增大的或减小的对应控制器设定点最大值更新每个控制器设定点。
17.如权利要求11所述的参数优化方法，其特征在于：该一个或多个特征模型还包括一个或多个控制器设定点最小值，该一个或多个边界参数极限值包括一个或多个边界参数下限值；
该参数优化方法还包括：
对于与对应控制器设定点最小值相关的每个控制器设定点的每个值，从对应先前数据段获取对应边界参数的最小值；
如果每个控制器设定点的所有值处理完毕，则从多个获取的最小值中选择一个历史最小值；
如果历史最小值小于与对应边界参数下限值相关的第一预定值时，则将对应控制器设定点最小值增大预定变化量；
如果历史最小值大于与对应边界参数下限值相关的第一预定值并且大于与对应边界参数下限值相关的第二预定值时，则将对应控制器设定点最小值减小预定变化量；以及
根据增大的或减小的对应控制器设定点最小值更新每个控制器设定点。
18.如权利要求16所述的参数优化方法，其特征在于，该参数优化方法还包括：
获取发电厂的当前操作数据；
从当前操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的当前数据段；
对于与对应控制器设定点最大值相关的每个控制器设定点，从对应当前数据段获取对应边界参数的当前最大值；
如果当前最大值大于历史最大值并且小于与对应边界参数上限值相关的第一预定值时，则将对应控制器设定点最大值增大预定变化量；
如果当前最大值大于历史最大值并且大于与对应边界参数上限值相关的第一预定值及第二预定值时，则将对应控制器设定点最大值减小预定变化量；及
根据增大的或减小的对应控制器设定点最大值更新每个控制器设定点。
19.如权利要求17所述的参数优化方法，其特征在于，该参数优化方法还包括：
获取发电厂的当前操作数据；
从当前操作数据获取一个或多个控制器设定点及对应边界参数的当前数据段；
对于与对应控制器设定点最小值相关的每个控制器设定点，从对应当前数据段获取对应边界参数的当前最小值；
如果当前最小值小于历史最小值并且小于与对应边界参数下限值相关的第一预定值时，则将对应控制器设定点最小值增大预定变化量；
如果当前最小值小于历史最小值并且大于与对应边界参数下限值相关的第一预定值及第二预定值时，则将对应控制器设定点最小值减小预定变化量；及
根据增大的或减小的对应控制器设定点最小值更新每个控制器设定点。
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