CN112257278A - 机组耗差计算模型获取方法、耗差获取方法及系统 - Google Patents

机组耗差计算模型获取方法、耗差获取方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机组耗差计算模型获取方法，首先确定机组的操作参数以及机组的运行状态参数，并获得以操作参数为输入参数、以运行状态参数为输出参数的关系模型，然后获取操作参数的单位量耗差，进一步利用操作参数的单位量耗差以及关系模型，建立以将要对机组输入的操作参数的操作量和机组当前时刻的操作参数的操作量为自变量，以机组耗差为应变量的机组耗差计算模型，根据获得的机组耗差计算模型能够预测获得机组在将要输入的操作量的操作行为下的耗差。本发明获得的机组耗差计算模型是以对机组的操作行为为基础来预测机组耗差，量化了对机组的操作行为对耗差的影响。本发明还公开一种机组耗差获取方法及系统。

Description

机组耗差计算模型获取方法、耗差获取方法及系统
技术领域
本发明涉及设备控制技术领域，特别是涉及一种机组耗差计算模型获取方法。本发明还涉及一种机组耗差获取方法及系统。
背景技术
耗差分析是指导火力发电站优化运行的理论基础，耗差分析以供电煤耗为指标，将机组的运行参数偏离最佳运行状态的影响反映到煤耗偏差上，以每个运行参数的耗差反映机组的运行情况。耗差分析能够帮助运行人员有针对性地对机组运行进行调整。
但是，现有的耗差计算方法，是以表征机组运行状态的参数为基础，不能直接反映运行人员的具体操作行为对机组耗差的影响，无法直接指导运行人员对机组运行的调整。
发明内容
本发明的目的是提供一种机组耗差计算模型获取方法以及一种机组耗差获取方法及系统，量化了对机组的操作行为对机组耗差的影响。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种机组耗差计算模型获取方法，包括：
确定机组的操作参数以及机组的运行状态参数，并获得以所述操作参数为输入参数、以所述运行状态参数为输出参数的、描述机组的所述运行状态参数与所述操作参数关系的关系模型；
获取所述操作参数的单位量耗差，预设操作参数的所述单位量耗差是指当其它所述操作参数对应的操作量不变，所述预设操作参数对应的操作量变化单位量时机组耗差的变化量；
利用所述操作参数的单位量耗差以及所述关系模型，建立以将要对机组输入的所述操作参数的操作量和机组当前时刻的所述操作参数的操作量为自变量，以机组耗差为应变量的机组耗差计算模型。
优选的，具体包括：采集机组运行时的所述操作参数对应的操作量以及所述运行状态参数对应的运行状态量，作为样本数据进行训练，获得以所述操作参数为输入参数、以所述运行状态参数为输出参数的所述关系模型。
优选的，所述操作参数的单位量耗差表示为：Δαi＝ΔAi*yi，1≤i≤n，n为大于零的正整数，yi表示第i操作参数的单位量耗差，ΔAi表示第i操作参数的操作量变化量，Δαi表示第i操作参数对应的耗差。
优选的，获取所述预设操作参数的单位量耗差包括：
获取机组实时的各个所述操作参数对应的操作量；
将获得的各个所述操作参数对应的操作量中所述预设操作参数的操作量施加扰动，其它所述操作参数对应的操作量不变，根据所述关系模型计算获得各个所述运行状态参数对应的运行状态量；
根据获得的各个所述运行状态参数对应的运行状态量计算获得机组的耗差，根据获得的机组耗差以及对所述预设操作参数的操作量施加的扰动量，获得所述预设操作参数的单位量耗差。
优选的，根据以下公式计算所述预设操作参数的单位量耗差：
Figure BDA0002747399230000021
其中，yi表示所述预设操作参数即第i操作参数的单位量耗差，Δαj表示第j运行状态参数对应的耗差，ΔAi表示对所述预设操作参数即第i操作参数的操作量施加的扰动量，1≤j≤m，m为大于零的正整数，1≤i≤n，n为大于零的正整数。
优选的，Δαj＝(Bj-B* j)*xj，其中，xj表示第j运行状态参数的耗差系数，Bj表示第j运行状态参数的运行状态量，B* j表示第j运行状态参数的标杆量。
优选的，通过对机组进行热工实验获得各个所述运行状态参数的耗差系数。
一种机组耗差获取方法，包括：
获取将要对机组输入的操作参数的操作量和机组当前时刻的所述操作参数的操作量；
根据获得的将要对机组输入的操作参数的操作量、机组当前时刻的所述操作参数的操作量以及所建立的机组耗差计算模型，获得机组当前时刻的耗差，所述机组耗差计算模型为采用以上所述的机组耗差计算模型获取方法获得。
一种机组耗差获取系统，用于执行以上所述的机组耗差获取方法。
由上述技术方案可知，本发明所提供的一种机组耗差计算模型获取方法，首先确定机组的操作参数以及机组的运行状态参数，并获得以操作参数为输入参数、以运行状态参数为输出参数的、描述机组的运行状态参数与操作参数关系的关系模型，然后获取操作参数的单位量耗差，预设操作参数的单位量耗差是指当其它操作参数对应的操作量不变，预设操作参数对应的操作量变化单位量时机组耗差的变化量，进一步利用操作参数的单位量耗差以及关系模型，建立以将要对机组输入的操作参数的操作量和机组当前时刻的操作参数的操作量为自变量，以机组耗差为应变量的机组耗差计算模型，根据获得的机组耗差计算模型能够预测获得机组在将要输入的操作量的操作行为下的耗差。本发明的机组耗差计算模型获取方法，获得的机组耗差计算模型是以对机组的操作行为为基础来预测机组耗差，量化了对机组的操作行为对耗差的影响。
本发明提供的一种机组耗差获取方法及系统，能够达到上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种机组耗差计算模型获取方法的流程图；
图2为本发明实施例中获取预设操作参数的单位量耗差的方法流程图；
图3为本发明实施例提供的一种机组耗差获取方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种机组耗差计算模型获取方法的流程图，由图可知，所述机组耗差计算模型获取方法包括以下步骤：
S10：确定机组的操作参数以及机组的运行状态参数，并获得以所述操作参数为输入参数、以所述运行状态参数为输出参数的、描述机组的所述运行状态参数与所述操作参数关系的关系模型。
机组的操作参数是指运行人员能对机组直接操作改变的机组的参数，并且当操作改变机组的操作参数的操作量时机组的运行状态会改变。示例性的，机组的操作参数包括但不限于给煤机的给煤量、给煤机的出口温度、风门开度或者阀门开度。
机组的运行状态参数是指表征机组运行状态的参数，机组的运行状态参数对应的运行状态量不能直接操作改变。示例性的，机组的运行状态参数可以是但不限于主气温或者主气压。
具体的，确定的操作参数可表示为A＝{A1，…，Ai，…，An}，1≤i≤n，n为大于零的正整数。确定的运行状态参数表示为B＝{B1，…，Bj，…，Bm}，1≤j≤m，m为大于零的正整数。对机组建立的操作参数与运行状态参数的关系模型可表示为B＝f(A)。
可选的，通过采集机组运行时的操作参数对应的操作量以及运行状态参数对应的运行状态量，作为样本数据进行训练，获得以操作参数为输入参数、以运行状态参数为输出参数的关系模型。可选的，可采用卷积神经网络或者支持向量机的机器学习算法对样本数据进行训练，以获得操作参数与运行状态参数的关系模型，但不限于此，也可通过其它机器学习算法进行模型训练与构建。
在实际应用中，可以选取火电站发电机组一段时间范围内的数据，从中采集机组的操作参数数据、运行状态参数数据作为样本数据。本实施例方法可应用于火电机组的集散控制系统(Distributed Control System，DCS)、可编程逻辑控制系统(ProgrammableLogic Controller，PLC)或者安全仪表系统(Safety Instrumentation System，SIS)。
S11：获取所述操作参数的单位量耗差，预设操作参数的所述单位量耗差是指当其它所述操作参数对应的操作量不变，所述预设操作参数对应的操作量变化单位量时机组耗差的变化量。
可选的，可通过以下过程获取预设操作参数的单位量耗差，请参考图2，图2为本实施例中获取预设操作参数的单位量耗差的方法流程图，包括以下步骤：
S110：获取机组实时的各个所述操作参数对应的操作量。
在建立机组耗差计算模型时，可以从机组获取机组实时的各个操作参数对应的操作量数据，用于进行运算。
S111：将获得的各个所述操作参数对应的操作量中所述预设操作参数的操作量施加扰动，其它所述操作参数对应的操作量不变，根据所述关系模型计算获得各个所述运行状态参数对应的运行状态量。
对获得的各个操作参数对应的操作量中，对预设操作参数的操作量施加扰动，施加的扰动量已知，其它操作参数对应的操作量不变，将扰动后的各个操作参数对应的操作量输入到关系模型中，计算获得各个运行状态参数对应的运行状态量。
S112：根据获得的各个所述运行状态参数对应的运行状态量计算获得机组的耗差，根据获得的机组耗差以及对所述预设操作参数的操作量施加的扰动量，获得所述预设操作参数的单位量耗差。
机组的总耗差是各个运行状态参数对应的耗差之和，因此具体可根据以下公式计算预设操作参数的单位量耗差：
Figure BDA0002747399230000061
其中，yi表示所述预设操作参数即第i操作参数的单位量耗差，Δαj表示第j运行状态参数对应的耗差，ΔAi表示对所述预设操作参数即第i操作参数的操作量施加的扰动量，1≤j≤m，m为大于零的正整数，1≤i≤n，n为大于零的正整数。
其中，各个运行状态参数对应的耗差计算方法为：Δαj＝(Bj-B* j)*xj，其中，xj表示第j运行状态参数的耗差系数，Bj表示第j运行状态参数的运行状态量，B* j表示第j运行状态参数的标杆量。在实际应用中，可根据机组历史的操作参数数据和运行状态参数数据，对于机组的各种运行工况，获取在相应工况下机组处于最佳运行状态时的各个运行状态参数的运行状态量，作为各个运行状态参数的标杆量，根据这些数据，可通过对机组进行热工实验，获得各个运行状态参数的耗差系数。
操作参数的单位量耗差可表示为：Δαi＝ΔAi*yi，1≤i≤n，n为大于零的正整数，yi表示第i操作参数的单位量耗差，ΔAi表示第i操作参数的操作量变化量，Δαi表示第i操作参数对应的耗差。
S12：利用所述操作参数的单位量耗差以及所述关系模型，建立以将要对机组输入的所述操作参数的操作量和机组当前时刻的所述操作参数的操作量为自变量，以机组耗差为应变量的机组耗差计算模型。
本实施例的机组耗差计算模型获取方法，获得的机组耗差计算模型是以对机组的操作行为为基础来预测机组耗差，将操作参数对应的操作量代替机组的运行状态量来衡量机组耗差，量化了对机组的操作行为对耗差的影响，可以帮助运行人员更加准确地指导机组优化运行。
相应的，请参考图3，图3为本实施例提供的一种机组耗差获取方法的流程图，由图可知，所述机组耗差获取方法包括以下步骤：
S20：获取将要对机组输入的操作参数的操作量和机组当前时刻的所述操作参数的操作量。
S21：根据获得的将要对机组输入的操作参数的操作量、机组当前时刻的所述操作参数的操作量以及所建立的机组耗差计算模型，获得机组当前时刻的耗差，所述机组耗差计算模型为采用以上所述的机组耗差计算模型获取方法获得。
根据获得的将要对机组输入的操作参数的操作量、机组当前时刻的操作参数的操作量，可获得将要对机组输入的操作参数的操作量与机组当前时刻的操作参数的操作量的差量，根据该差量以及各个操作参数的单位量耗差，可以计算获得机组在将要输入的操作量的操作行为下的耗差。
本实施例的机组耗差获取方法，使用的机组耗差计算模型是以对机组的操作行为为基础来预测机组耗差，将操作参数对应的操作量代替机组的运行状态量来衡量机组耗差，量化了对机组的操作行为对耗差的影响，可以帮助运行人员更加准确地指导机组优化运行。
相应的，本实施例还提供一种机组耗差获取系统，用于执行以上所述的机组耗差获取方法。
本实施例的机组耗差获取系统，使用的机组耗差计算模型是以对机组的操作行为为基础来预测机组耗差，将操作参数对应的操作量代替机组的运行状态量来衡量机组耗差，量化了对机组的操作行为对耗差的影响，可以帮助运行人员更加准确地指导机组优化运行。
以上对本发明所提供的机组耗差计算模型获取方法、耗差获取方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种机组耗差计算模型获取方法，其特征在于，包括：
确定机组的操作参数以及机组的运行状态参数，并获得以所述操作参数为输入参数、以所述运行状态参数为输出参数的、描述机组的所述运行状态参数与所述操作参数关系的关系模型；
获取所述操作参数的单位量耗差，预设操作参数的所述单位量耗差是指当其它所述操作参数对应的操作量不变，所述预设操作参数对应的操作量变化单位量时机组耗差的变化量；
利用所述操作参数的单位量耗差以及所述关系模型，建立以将要对机组输入的所述操作参数的操作量和机组当前时刻的所述操作参数的操作量为自变量，以机组耗差为应变量的机组耗差计算模型。
2.根据权利要求1所述的机组耗差计算模型获取方法，其特征在于，具体包括：采集机组运行时的所述操作参数对应的操作量以及所述运行状态参数对应的运行状态量，作为样本数据进行训练，获得以所述操作参数为输入参数、以所述运行状态参数为输出参数的所述关系模型。
3.根据权利要求1所述的机组耗差计算模型获取方法，其特征在于，所述操作参数的单位量耗差表示为：Δαi＝ΔAi*yi，1≤i≤n，n为大于零的正整数，yi表示第i操作参数的单位量耗差，ΔAi表示第i操作参数的操作量变化量，Δαi表示第i操作参数对应的耗差。
4.根据权利要求1所述的机组耗差计算模型获取方法，其特征在于，获取所述预设操作参数的单位量耗差包括：
获取机组实时的各个所述操作参数对应的操作量；
将获得的各个所述操作参数对应的操作量中所述预设操作参数的操作量施加扰动，其它所述操作参数对应的操作量不变，根据所述关系模型计算获得各个所述运行状态参数对应的运行状态量；
根据获得的各个所述运行状态参数对应的运行状态量计算获得机组的耗差，根据获得的机组耗差以及对所述预设操作参数的操作量施加的扰动量，获得所述预设操作参数的单位量耗差。
5.根据权利要求4所述的机组耗差计算模型获取方法，其特征在于，根据以下公式计算所述预设操作参数的单位量耗差：
Figure FDA0002747399220000021
其中，yi表示所述预设操作参数即第i操作参数的单位量耗差，Δαj表示第j运行状态参数对应的耗差，ΔAi表示对所述预设操作参数即第i操作参数的操作量施加的扰动量，1≤j≤m，m为大于零的正整数，1≤i≤n，n为大于零的正整数。
6.根据权利要求5所述的机组耗差计算模型获取方法，其特征在于，Δαj＝(Bj-B* j)*xj，其中，xj表示第j运行状态参数的耗差系数，Bj表示第j运行状态参数的运行状态量，B* j表示第j运行状态参数的标杆量。
7.根据权利要求6所述的机组耗差计算模型获取方法，其特征在于，通过对机组进行热工实验获得各个所述运行状态参数的耗差系数。
8.一种机组耗差获取方法，其特征在于，包括：
获取将要对机组输入的操作参数的操作量和机组当前时刻的所述操作参数的操作量；
根据获得的将要对机组输入的操作参数的操作量、机组当前时刻的所述操作参数的操作量以及所建立的机组耗差计算模型，获得机组当前时刻的耗差，所述机组耗差计算模型为采用权利要求1-7任一项所述的机组耗差计算模型获取方法获得。
9.一种机组耗差获取系统，其特征在于，用于执行权利要求8所述的机组耗差获取方法。
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