CN118036978A - 一种发电厂热力性能分析与优化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发电厂热力性能分析与优化系统，涉及电力系统领域，包括数据采集模块，用于收集发电厂内部设备工作状态的各项数据；数据处理模块，其与所述数据采集模块连接，对采集到的数据进行处理和分析；该发电厂热力性能分析与优化系统，通过性能优化模块，发电厂可以针对热力系统中存在的问题和潜在的改进空间，制定有效的优化方案，并实施跟踪，最终提高系统的效率、可靠性和经济性，降低能耗和环境影响，提升发电厂的竞争力和可持续发展能力。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统技术，具体涉及一种发电厂热力性能分析与优化系统。
背景技术
随着电力市场的发展，电厂对机组的运行经济性提出了越来越高的要求。提高生产效率和设备可用率，优化资源配置，最大程度的降低发电成本，在确保机组安全运行的前提下，使机组始终保持在最佳工况运行，最大限度地降低煤耗率，切实提高运行的经济性，建立以经济效益为中心，以降低成本为核心，以节能增效为重点的全新的经营机制，是提高发电厂竞争实力的重要手段。汽轮机热力性能试验是在特定的热力循环系统中，用热工测量的方法获取汽轮机在规定的工况下热力特性的工业试验，是评价汽轮机运行能耗水平、获得机组及其附属设备与系统的各项热力学指标的重要手段，在汽轮机组运行优化、状态监测及评估、技术改造、经济性和安全性评价等方面起着重要作用。
现有的发电厂热力性能分析与优化系统在进行使用时，由于缺乏设备运行信息，使得在数据分析上的透明度较低，同时设备性能的采集和设备性能分析流程效率较慢，使得设备热力性能实时监测和故障诊断分析能力差，并且在决策支持等功能上的效率较差，进而开发了一种发电厂热力性能分析与优化系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种发电厂热力性能分析与优化系统，以解决现有技术中的上述不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种发电厂热力性能分析与优化系统，包括数据采集模块，用于收集发电厂内部设备工作状态的各项数据；
数据处理模块，其与所述数据采集模块连接，对采集到的数据进行处理和分析；
性能分析模块，其与所述数据处理模块连接，对性能参数进行分析和统计，通过比较趋势分析，将存在问题的部分进行标记；
性能优化模块，根据发电厂的经济和环境要求，制定性能优化的目标和指标；
数据可视化模块，将实时数据通过仪表盘或动态图表形式进行可视化展示，实时监控发电厂热力性能的各项指标；
中央处理单元，其与所述数据采集模块、数据处理模块、性能分析模块、性能优化模块与数据可视化模块连接，用于对发电厂热力性能整体进行监测。
作为本发明的进一步优化方案，所述数据采集模块通过与传感器连接，实时获取传感器的数据，并确保数据的准确性和及时性，并且能够同时采集多个参数的数据。
作为本发明的进一步优化方案，所述数据处理模块对采集到的数据进行清洗和校正，同时去除异常值与噪声，并将采集到的数据按照一定的时间间隔进行聚合和统计。
作为本发明的进一步优化方案，所述性能分析模块根据采集到的数据，对发电厂热力性能参数进行计算，通过对性能数据的分析，识别出潜在的故障和异常情况，并进行诊断和预测。
作为本发明的进一步优化方案，所述性能分析模块基于性能分析的结果和目标要求，生成优化方案，并将优化方案传输至所述性能优化模块内部。
作为本发明的进一步优化方案，所述性能优化模块通过数据分析、统计与设备检修记录，识别出发电厂热力性能中存在的问题和潜在的改进空间，并进行评估，确定问题的严重程度和影响范围。
作为本发明的进一步优化方案，所述性能优化模块根据产生问题的评估结果，结合发电厂热力性能的特点和运行情况，生成多种优化方案，并进行评估和比较。
作为本发明的进一步优化方案，所述数据可视化模块将发电厂热力性能分析和优化的结果以可视化形式展示，并生成各种类型的图表。
与现有技术相比，本发明提供的一种发电厂热力性能分析与优化系统，通过性能优化模块，发电厂可以针对热力系统中存在的问题和潜在的改进空间，制定有效的优化方案，并实施跟踪，最终提高系统的效率、可靠性和经济性，降低能耗和环境影响，提升发电厂的竞争力和可持续发展能力；通过数据可视化模块，用户可以直观地了解热力系统的运行状态和性能变化，发现问题和优化潜力，支持决策和行动，提高发电厂的效率、可靠性和经济效益；通过异常检测与报警功能，发电厂可以及时发现和处理发电厂热力性能中的异常情况，避免潜在的故障和损失，提高系统的可靠性和安全性。同时，它也可以提供数据支持，帮助进行后续的故障诊断和问题分析。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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整体流程示意图。
附图标记说明：
1、数据采集模块；2、数据处理模块；3、性能分析模块；4、性能优化模块；5、数据可视化模块；6、中央处理单元。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
实施例：
请参阅图1，一种发电厂热力性能分析与优化系统，包括数据采集模块1，用于收集发电厂内部设备工作状态的各项数据；数据采集模块1通过与传感器连接，实时获取传感器的数据，并确保数据的准确性和及时性，并且能够同时采集多个参数的数据。
本方案中，对采集到的数据进行初步处理，如去除噪声、滤波等操作，然后将数据存储到数据库或其他数据存储设备中，以备后续使用；通过对采集数据的实时监测和分析，可以检测到发电厂热力性能中的异常情况，并及时发送报警信息给相关人员，以便采取相应的措施；同时提供各种数据传输方式和接口。
数据采集模块1是发电厂热力性能分析与优化系统的基础，它为后续的数据处理、分析和优化提供了可靠的数据基础。
进一步地，数据处理模块2，其与数据采集模块1连接，对采集到的数据进行处理和分析；数据处理模块2对采集到的数据进行清洗和校正，同时去除异常值与噪声，并将采集到的数据按照一定的时间间隔进行聚合和统计。
本实施例中，从原始数据中提取有用的特征，如温度变化趋势、压力波动等，并选择最具代表性和相关性的特征进行后续分析；将处理后的数据以图表、曲线等形式进行可视化展示，直观地呈现热力系统的运行状态和性能指标，方便用户进行分析和决策。
数据处理模块2通过对采集到的数据进行加工和分析，提取有用的信息，为后续的优化和控制提供支持，帮助发电厂实现更高效的热力性能和经济效益。
进一步地，性能分析模块3，其与数据处理模块2连接，对性能参数进行分析和统计，通过比较趋势分析，将存在问题的部分进行标记；性能分析模块3根据采集到的数据，对发电厂热力性能参数进行计算，通过对性能数据的分析，识别出潜在的故障和异常情况，并进行诊断和预测。性能分析模块3基于性能分析的结果和目标要求，生成优化方案，并将优化方案传输至性能优化模块4内部。
具体的，对性能参数进行分析和统计，通过比较、趋势分析等手段，找出发电厂热力性能中存在的问题和改进的潜力；对不同的优化方案进行评估和比较，分析其对发电厂热力性能和经济效益的影响；根据评估结果，选择最佳方案实施。将确定的优化方案落实到实际操作中，并进行跟踪和监控，评估其实施效果。根据实施情况，及时调整和优化方案。
可采用EM聚类算法对各项性能数据进行处理；
假设我们经过相同分布的独立采样获得了n个时间端内发电厂热力性能的各项数据，设为X1，X2，···，Xn；
正态分布θ(μ，δ2)为模型参数，f(x，θ)为本例的模型，那么该采样可以表示为：
f(x1，x2，…，xn)＝f(x1；θ)f(x2；θ)…f(xn；θ)
似然函数记为：
为了便于计算，我们对连乘的L(O)取对数，使其变成求和，即定义对数似然函数为：
通过最大对数似然函数可以求得参数值：现在已经转化为求极值的问题，令ln L(θ)的导数为0即可解出θ(μ，δ2)的值；
由上述可知极大似然估计方法的一般步骤为：根据模型给出似然函数；对似然函数取对数并整理：对数似然函数求导数令其为0并解方程。
一般情况下是根据已知条件(已有参数)来推算结果(模型)，而最大似然估计法是已经知道了结果(模型)，然后寻求使该结果出现的可能性最大的条件以作为估计值，可以看作是一个逆推的过程。
进而可推算出发电厂热力性能的最大范围，并根据推算出来的数据合理安排优化方案，使得发电厂热力性能得到最大的利用。
进一步地，性能优化模块4，根据发电厂的经济和环境要求，制定性能优化的目标和指标；性能优化模块4通过数据分析、统计与设备检修记录，识别出发电厂热力性能中存在的问题和潜在的改进空间，并进行评估，确定问题的严重程度和影响范围。性能优化模块4根据产生问题的评估结果，结合发电厂热力性能的特点和运行情况，生成多种优化方案，并进行评估和比较。
具体的，对优化方案的实施效果进行评估，计算和比较各项指标的变化，如能耗、效率、排放等。评估结果反馈到性能分析模块中，作为后续优化的依据。
通过性能优化模块4，发电厂可以针对热力系统中存在的问题和潜在的改进空间，制定有效的优化方案，并实施跟踪，最终提高系统的效率、可靠性和经济性，降低能耗和环境影响，提升发电厂的竞争力和可持续发展能力。
进一步地，数据可视化模块5，将实时数据通过仪表盘或动态图表形式进行可视化展示，实时监控发电厂热力性能的各项指标；数据可视化模块5将发电厂热力性能分析和优化的结果以可视化形式展示，并生成各种类型的图表。
具体的，将发电厂热力性能分析和优化结果以可视化形式展示，如效率提高、能耗分析、排放情况等，帮助用户理解系统的性能改进和优化效果；同时支持用户与图表进行交互，如选择特定的时间段、调整图表显示参数、放大缩小等，提供更灵活的数据探索和分析方式。根据用户需求，生成报告并支持导出功能，将可视化结果以图片、PDF等格式保存或分享给相关人员。
通过数据可视化模块5，用户可以直观地了解热力系统的运行状态和性能变化，发现问题和优化潜力，支持决策和行动，提高发电厂的效率、可靠性和经济效益。
进一步地，中央处理单元6，其与数据采集模块1、数据处理模块2、性能分析模块3、性能优化模块4与数据可视化模块5连接，用于对发电厂热力性能整体进行监测。
具体的，通过中央处理单元6实时监测热力系统的各项指标和数据，如温度、压力、流量、功率等。通过对数据进行分析和比较，识别出与正常运行情况不符的异常数据；根据发电厂热力性能的特点和运行要求，设置合理的异常阈值；当某个指标的数值超过或低于设定的阈值时，被认为是异常情况。一旦发现异常情况，发电厂热力性能会触发报警通知。通知可以通过声音、短信、邮件等形式发送给相关人员，以便他们及时采取行动。当接收到报警通知后，相关人员需要采取相应的行动来解决问题。
收集发电厂热力性能运行数据、设备检修记录、操作日志等信息，对数据进行清洗、校验和预处理，确保数据的准确性、完整性和可用性。根据收集到的数据，对发电厂热力性能中存在的问题进行分类和筛选。
对筛选出来的问题进行评估，并根据其严重程度和影响范围等因素，确定问题的优先级排序；对各个问题进行深入的原因分析，找出问题产生的原因和机制；根据问题的原因分析，识别出潜在的改进空间和优化方案。
通过问题识别和评估，发电厂可以深入了解热力系统中存在的问题和潜在的改进空间，为制定优化方案提供数据支持和依据。同时，还可以通过优先级排序，确定优化方案的实施顺序和重点，提高优化效率和效果。
通过异常检测与报警功能，发电厂可以及时发现和处理发电厂热力性能中的异常情况，避免潜在的故障和损失，提高系统的可靠性和安全性。同时，它也可以提供数据支持，帮助进行后续的故障诊断和问题分析。
中央处理单元6连接有存储模块，其中存储模块可以是U盘，但不限于电、磁、光、电磁、红外线或半导体的系统、系统或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM：Random Access Memory)、只读存储器(ROM：Read Only Memory)、可擦式可编程只读存储器、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM：CD-Read OnlyMemory)、光存储器件、磁存储器件，或者上述的任意合适的组合。在本实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、系统或者器件使用或者与其结合使用。计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(Radio Frequency：射频)等，或者上述的任意合适的组合。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (8)
1.一种发电厂热力性能分析与优化系统，其特征在于，包括：
数据采集模块(1)，用于收集发电厂内部设备工作状态的各项数据；
数据处理模块(2)，其与所述数据采集模块(1)连接，对采集到的数据进行处理和分析；
性能分析模块(3)，其与所述数据处理模块(2)连接，对性能参数进行分析和统计，通过比较趋势分析，将存在问题的部分进行标记；
性能优化模块(4)，根据发电厂的经济和环境要求，制定性能优化的目标和指标；
数据可视化模块(5)，将实时数据通过仪表盘或动态图表形式进行可视化展示，实时监控发电厂热力性能的各项指标；
中央处理单元(6)，其与所述数据采集模块(1)、数据处理模块(2)、性能分析模块(3)、性能优化模块(4)与数据可视化模块(5)连接，用于对发电厂热力性能整体进行监测。
2.根据权利要求1所述的一种发电厂热力性能分析与优化系统，其特征在于，所述数据采集模块(1)通过与传感器连接，实时获取传感器的数据，并确保数据的准确性和及时性，并且能够同时采集多个参数的数据。
3.根据权利要求1所述的一种发电厂热力性能分析与优化系统，其特征在于，所述数据处理模块(2)对采集到的数据进行清洗和校正，同时去除异常值与噪声，并将采集到的数据按照一定的时间间隔进行聚合和统计。
4.根据权利要求1所述的一种发电厂热力性能分析与优化系统，其特征在于，所述性能分析模块(3)根据采集到的数据，对发电厂热力性能参数进行计算，通过对性能数据的分析，识别出潜在的故障和异常情况，并进行诊断和预测。
5.根据权利要求4所述的一种发电厂热力性能分析与优化系统，其特征在于，所述性能分析模块(3)基于性能分析的结果和目标要求，生成优化方案，并将优化方案传输至所述性能优化模块(4)内部。
6.根据权利要求1所述的一种发电厂热力性能分析与优化系统，其特征在于，所述性能优化模块(4)通过数据分析、统计与设备检修记录，识别出发电厂热力性能中存在的问题和潜在的改进空间，并进行评估，确定问题的严重程度和影响范围。
7.根据权利要求6所述的一种发电厂热力性能分析与优化系统，其特征在于，所述性能优化模块(4)根据产生问题的评估结果，结合发电厂热力性能的特点和运行情况，生成多种优化方案，并进行评估和比较。
8.根据权利要求1所述的一种发电厂热力性能分析与优化系统，其特征在于，所述数据可视化模块(5)将发电厂热力性能分析和优化的结果以可视化形式展示，并生成各种类型的图表。
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