《火電機組能耗數據有效性識別及重構方法》是河南電力試驗研究院於2010年9月8日申請的發明專利,該專利的申請號為2010102757287,公布號為CN101949716A,公布日為2011年1月19日,發明人是馬建偉、李哲、葛挺,該專利屬於發電數據監測技術領域。
《火電機組能耗數據有效性識別及重構方法》首先判斷周期內採集的現場測點數據與運行參數的對應關係,並進行相應的有效性識別及標誌位賦值;然後對運行參數進行熱力系統變工況計算,根據各運行參數的熱力學相關性,得到變工況運行參數基準值;最後,將各運行參數與變工況運行參數基準值進行比較,對超出合理性範圍的運行參數進行標誌位處理,完成數據的重構;該發明採用參數狀態來表示機組運行參數的品質,可依據參數狀態來決定內部的計算流程,進行容錯。同時依據機組參數狀態對與其相關的計算結果進行結果狀態的標註,在保證整個系統運算正常的基礎上,能迅速對異常數據進行跟蹤、分類,使用戶在第一時間發現異常原因。
2014年11月6日,《火電機組能耗數據有效性識別及重構方法》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
(概述圖為《火電機組能耗數據有效性識別及重構方法》摘要附圖)
基本介紹
- 中文名:火電機組能耗數據有效性識別及重構方法
- 公布號:CN101949716A
- 公布日:2011年1月19日
- 申請號:2010102757287
- 申請日:2010年9月8日
- 申請人:河南電力試驗研究院
- 地址:河南省鄭州市嵩山南路85號
- 發明人:馬建偉、李哲、葛挺
- 分類號:G01D21/02(2006.01)I
- 代理機構:鄭州睿信智慧財產權代理有限公司
- 類別:發明專利
- 代理人:陳浩
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
燃煤火電機組運行數據的測量和採集是個複雜的過程,需要將感測器所獲得的被測狀態參量從物理量轉化為電量,再經過放大、採樣、模數轉換等過程最後經DCS(分散控制系統)傳送到資料庫伺服器。整個過程中許多環節都可能引起測量誤差:例如感測器的動態誤差,機電轉換過程中的零位誤差,各種電磁干擾,模數轉換器噪聲等。而實際觀測到的數據,往往是真實信號和各種各樣的干擾或誤差噪音等成分疊加在一起的結果。若不進行數據的效性識別及重構,將嚴重影響建模的效果,甚至出現模型與實際工業過程相矛盾的現象,使系統功能和結果有較大的偏差。
發明內容
專利目的
《火電機組能耗數據有效性識別及重構方法》的目的是提供一種火電機組能耗數據有效性識別及重構方法,以解決由於測量或者干擾等引起的數據誤差影響建模效果,出現模型與實際工業過程相矛盾的問題。
技術方案
《火電機組能耗數據有效性識別及重構方法》步驟如下:
(1)判斷周期內採集的現場測點數據與運行參數的對應關係,若是運行參數與現場測點數據一一對應,則直接對該運行參數對應的現場測點數據進行有效性識別及標誌位賦值;若是運行參數對應多個現場測點數據,則根據預先設定對運行測點對應的各現場測點數據的平均值或和進行有效性識別及標誌位賦值;
(2)對運行參數進行熱力系統變工況計算,根據各運行參數的熱力學相關性,得到變工況運行參數基準值;
(3)將各運行參數與變工況運行參數基準值進行比較,對超出合理性範圍的運行參數進行標誌位處理,完成數據的重構。
進一步的,所述步驟(1)中對採集的現場測點數據進行有效性識別是對數據的狀態正常、超限、中斷、樣本點少、數據波動大的判斷。
進一步的,所述步驟(1)中若是數據狀態正常則運行參數的標誌位設為0;若是數據超限則運行參數的標誌位設為1;若是數據中斷則運行參數的標誌位設為2;若是數據樣本點少則運行參數的標誌位設為3;若是數據波動大則運行參數的標誌位設為4。
進一步的,所述步驟(1)若是運行參數與現場測點數據一一對應,按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,未檢索到數據,運行參數=Double.MinValue,標誌位=2;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,檢索到的數據全部超出上下限,運行參數=實時數據算術平均值,參數狀態=1;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,有≥1and≤20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,運行參數=在上下限範圍內實時數據算術平均值,參數狀態=3;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,有≥20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,方差≥規定範圍,運行參數=在上下限範圍內實時數據算術平均值,參數狀態=4;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,有≥20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,方差<規定範圍,運行參數=在上下限範圍內實時數據算術平均值,參數狀態=0。
進一步的,所述步驟(1)若是運行參數對應多個現場測點數據,則根據預先設定對運行測點對應的各現場測點數據的平均值進行有效性識別及標誌位賦值是按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,該參數對應的所有測點均未檢索到數據,運行參數=Double.MinValue,參數狀態=2;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,檢索到的該參數對應的所有測點數據全部超出上下限,運行參數=實時數據算術平均值,參數狀態=1;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,有≥1and≤20%周期內該參數對應的所有測點總個數的實時數據在上下限範圍內,運行參數=在上下限範圍內實時數據算術平均值,參數狀態=3;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,有≥20%周期內該參數對應的所有測點總個數的實時數據在上下限範圍內,方差≥規定範圍,運行參數=在上下限範圍內實時數據算術平均值,參數狀態=4;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,有≥20%周期內該參數對應的所有測點總個數的實時數據在上下限範圍內,方差<規定範圍,運行參數=在上下限範圍內實時數據算術平均值,參數狀態=0。
進一步的,所述步驟(1)的運行參數對應多個現場測點數據,則根據預先設定對運行測點對應的各現場測點數據的和進行有效性識別及標誌位賦值是分兩步處理:
首先進行單測點平均值計算,在規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,
未檢索到數據,單測點平均值=Double.MinValue,狀態=2;
檢索到的數據全部超出上下限,單測點平均值=實時數據算術平均值,狀態=1;
有≥1and≤20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,單測點平均值=在上下限範圍內實時數據算術平均值,狀態=3;
有≥20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,方差≥規定範圍,單測點平均值=在上下限範圍內實時數據算術平均值,狀態=4;
有≥20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,方差<規定範圍,單測點平均值=在上下限範圍內實時數據算術平均值,狀態=0;
第二步,依據單測點平均值的情況,進行求和計算,
該參數對應的所有單測點平均值狀態=2,運行參數=Double.MinValue,參數狀態=2;
該參數對應的所有單測點平均值狀態=1,運行參數=Σ(單測點實時數據算術平均值),參數狀態=1;
該參數對應的各測點中,有部分單測點平均值狀態=3,運行參數=Σ(狀態≠1、2的單測點實時數據算術平均值),參數狀態=3;
該參數對應的各測點中,有部分單測點平均值狀態=4and≠3,運行參數=Σ(狀態≠1、2的單測點實時數據算術平均值),參數狀態=4;
該參數對應的各測點中,有部分單測點平均值狀態=0and≠3、4,運行參數=Σ(狀態≠1、2的單測點實時數據算術平均值),參數狀態=0。
進一步的,所述步驟(2)中通過功率插值得到某一負荷下:
高壓缸效率:,
中壓缸效率:,
低壓缸效率:,
流壓比:,
加熱器端差:,
其中:P——實時功率值,P1——插值功率下沿,P2——插值功率上沿;
取實時各段抽汽壓力值,利用功率插值得到的加熱器端差Dt,同時考慮各段抽汽壓損、給水泵焓升、軸加焓升值。調用飽和壓力函式可得到:
n號加熱器出口溫度:Tlphno=Tns–TTDn,其中:Tns——該段抽汽壓力下對應的飽和水溫度,TTDn——該加熱器的上端差;
取實時主汽流量值,進行回熱系統熱平衡計算,可得到:
第n級抽汽級後流量:,
其中:Ffw——主流量,Hhphno——該加熱器出口水焓值,Hhphni——該加熱器入口水焓值,Fd——疏水流量,Hd——疏水焓值,Hi——加熱器進汽焓值;
根據流壓比基準值FD,得到各段抽汽壓力計算值:Pei=Fin/FD,其中:Fin——抽汽流量,FD——流壓比;
該壓力與最初設定的抽汽壓力作比較,如計算得到的各段抽汽壓力與最初設定的抽汽壓力相差大於0.1%,則利用目前計算得到的抽汽壓力重新代入進行疊代計算,直到相差小於0.1%,疊代結束,此時的各段抽汽壓力、抽汽溫度、加熱器進出口水溫、疏水溫度對應的值作為該工況的基準值。
進一步的,所述步驟(3)中對超出合理性範圍的運行參數進行標誌位處理,是將標誌位設為5。
改善效果
該發明的火電機組能夠管理數據有效性識別及重構方法,採用參數狀態來表示機組運行參數的品質,可依據參數狀態來決定內部的計算流程,進行容錯。同時依據機組參數狀態對與其相關的計算結果進行結果狀態的標註,在保證整個系統運算正常的基礎上,能迅速對異常數據進行跟蹤、分類,使用戶在第一時間發現異常原因。
附圖說明
圖1是《火電機組能耗數據有效性識別及重構方法》的流程圖;
圖2是該發明實施例的流程圖。
權利要求
1.《火電機組能耗數據有效性識別及重構方法》其特徵在於,該方法的步驟如下:
(1)判斷周期內採集的現場測點數據與運行參數的對應關係,若是運行參數與現場測點數據一一對應,則直接對該運行參數對應的現場測點數據進行有效性識別及標誌位賦值;若是運行參數對應多個現場測點數據,則根據預先設定對運行測點對應的各現場測點數據的平均值或和進行有效性識別及標誌位賦值;
(2)對運行參數進行熱力系統變工況計算,根據各運行參數的熱力學相關性,得到變工況運行參數基準值;
(3)將各運行參數與變工況運行參數基準值進行比較,對超出合理性範圍的運行參數進行標誌位處理,完成數據的重構。
2.根據權利要求1所述的火電機組能耗數據有效性識別及重構方法,其特徵在於:所述步驟(1)中對採集的現場測點數據進行有效性識別是對數據的狀態正常、超限、中斷、樣本點少、數據波動大的判斷。
3.根據權利要求2所述的火電機組能耗數據有效性識別及重構方法,其特徵在於:所述步驟(1)中若是數據狀態正常則運行參數的標誌位設為0;若是數據超限則運行參數的標誌位設為1;若是數據中斷則運行參數的標誌位設為2;若是數據樣本點少則運行參數的標誌位設為3;若是數據波動大則運行參數的標誌位設為4。
4.根據權利要求3所述的火電機組能耗數據有效性識別及重構方法,其特徵在於:所述步驟(1)若是運行參數與現場測點數據一一對應,按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,未檢索到數據,運行參數=Double.MinValue,標誌位=2;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,檢索到的數據全部超出上下限,運行參數=實時數據算術平均值,參數狀態=1;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,有≥1and≤20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,運行參數=在上下限範圍內實時數據算術平均值,參數狀態=3;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,有≥20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,方差≥規定範圍,運行參數=在上下限範圍內實時數據算術平均值,參數狀態=4;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,有≥20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,方差<規定範圍,運行參數=在上下限範圍內實時數據算術平均值,參數狀態=0。
5.根據權利要求1所述的火電機組能耗數據有效性識別及重構方法,其特徵在於:所述步驟(1)若是運行參數對應多個現場測點數據,則根據預先設定對運行測點對應的各現場測點數據的平均值進行有效性識別及標誌位賦值是按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,該參數對應的所有測點均未檢索到數據,運行參數=Double.MinValue,參數狀態=2;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,檢索到的該參數對應的所有測點數據全部超出上下限,運行參數=實時數據算術平均值,參數狀態=1;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,有≥1and≤20%周期內該參數對應的所有測點總個數的實時數據在上下限範圍內,運行參數=在上下限範圍內實時數據算術平均值,參數狀態=3;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,有≥20%周期內該參數對應的所有測點總個數的實時數據在上下限範圍內,方差≥規定範圍,運行參數=在上下限範圍內實時數據算術平均值,參數狀態=4;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,有≥20%周期內該參數對應的所有測點總個數的實時數據在上下限範圍內,方差<規定範圍,運行參數=在上下限範圍內實時數據算術平均值,參數狀態=0。
6.根據權利要求1所述的火電機組能耗數據有效性識別及重構方法,其特徵在於:所述步驟(1)的運行參數對應多個現場測點數據,則根據預先設定對運行測點對應的各現場測點數據的和進行有效性識別及標誌位賦值是分兩步處理:
首先進行單測點平均值計算,在規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,
未檢索到數據,單測點平均值=Double.MinValue,狀態=2;
檢索到的數據全部超出上下限,單測點平均值=實時數據算術平均值,狀態=1;
有≥1and≤20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,單測點平均值=在上下限範圍內實時數據算術平均值,狀態=3;
有≥20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,方差≥規定範圍,單測點平均值=在上下限範圍內實時數據算術平均值,狀態=4;
有≥20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,方差<規定範圍,單測點平均值=在上下限範圍內實時數據算術平均值,狀態=0;
第二步,依據單測點平均值的情況,進行求和計算,
該參數對應的所有單測點平均值狀態=2,運行參數=Double.MinValue,參數狀態=2;
該參數對應的所有單測點平均值狀態=1,運行參數=Σ(單測點實時數據算術平均值),參數狀態=1;
該參數對應的各測點中,有部分單測點平均值狀態=3,運行參數=Σ(狀態≠1、2的單測點實時數據算術平均值),參數狀態=3;
該參數對應的各測點中,有部分單測點平均值狀態=4and≠3,運行參數=Σ(狀態≠1、2的單測點實時數據算術平均值),參數狀態=4;
該參數對應的各測點中,有部分單測點平均值狀態=0and≠3、4,運行參數=Σ(狀態≠1、2的單測點實時數據算術平均值),參數狀態=0。
7.根據權利要求1所述的火電機組能耗數據有效性識別及重構方法,其特徵在於:所述步驟(2)中通過功率插值得到某一負荷下:
高壓缸效率:,
中壓缸效率:,
低壓缸效率:,
流壓比:,
加熱器端差:,
其中:P——實時功率值,P1——插值功率下沿,P2——插值功率上沿;
取實時各段抽汽壓力值,利用功率插值得到的加熱器端差Dt,同時考慮各段抽汽壓損、給水泵焓升、軸加焓升值;調用飽和壓力函式可得到:n號加熱器出口溫度:Tlphno=Tns–TTDn,其中:Tns——該段抽汽壓力下對應的飽和水溫度,TTDn——該加熱器的上端差;
取實時主汽流量值,進行回熱系統熱平衡計算,可得到:第n級抽汽級後流量:,
其中:Ffw——主流量,Hhphno——該加熱器出口水焓值,Hhphni——該加熱器入口水焓值,Fd——疏水流量,Hd——疏水焓值,Hi——加熱器進汽焓值;
根據流壓比基準值FD,得到各段抽汽壓力計算值:Pei=Fin/FD,其中:Fin——抽汽流量,FD——流壓比;
該壓力與最初設定的抽汽壓力作比較,如計算得到的各段抽汽壓力與最初設定的抽汽壓力相差大於0.1%,則利用目前計算得到的抽汽壓力重新代入進行疊代計算,直到相差小於0.1%,疊代結束,此時的各段抽汽壓力、抽汽溫度、加熱器進出口水溫、疏水溫度對應的值作為該工況的基準值。
8.根據權利要求1所述的火電機組能耗數據有效性識別及重構方法,其特徵在於:所述步驟(3)中對超出合理性範圍的運行參數進行標誌位處理,是將標誌位設為5。
實施方式
該發明的火電機組能耗管理數據有效性識別及重構方法流程圖如圖1所示,首先判斷周期內採集的現場測點數據與運行參數的對應關係,若是運行參數與現場測點數據一一對應,則直接對該運行參數對應的現場測點數據進行有效性識別及標誌位賦值;若是運行參數對應多個現場測點數據,則根據預先設定對運行測點對應的各現場測點數據的平均值或和進行有效性識別及標誌位賦值;然後對運行參數進行熱力系統變工況計算,根據各運行參數的熱力學相關性,得到變工況運行參數基準值;最後將各運行參數與變工況運行參數基準值進行比較,對超出合理性範圍的運行參數進行標誌位處理,完成數據的重構。
下面進行分別介紹,主要包括如下步驟:
1、判斷運行參數與現場測點對應關係:
(1)運行參數與現場測點一一對應的數據有效性識別及標誌位處理;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,未檢索到數據,運行參數=Double.MinValue,參數狀態=2;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,檢索到的數據全部超出上下限,運行參數=實時數據算術平均值,參數狀態=1;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,有≥1and≤20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,運行參數=在上下限範圍內實時數據算術平均值,參數狀態=3;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,有≥20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,方差≥規定範圍,運行參數=在上下限範圍內實時數據算術平均值,參數狀態=4;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,有≥20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,方差<規定範圍,運行參數=在上下限範圍內實時數據算術平均值,參數狀態=0;。
(2)運行參數對應多個現場測點,取各測點平均值的數據有效性識別及標誌位處理;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,該參數對應的所有測點均未檢索到數據,運行參數=Double.MinValue,參數狀態=2;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,檢索到的該參數對應的所有測點數據全部超出上下限,運行參數=實時數據算術平均值,參數狀態=1;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,有≥1and≤20%周期內該參數對應的所有測點總個數的實時數據在上下限範圍內,運行參數=在上下限範圍內實時數據算術平均值,參數狀態=3;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,有≥20%周期內該參數對應的所有測點總個數的實時數據在上下限範圍內,方差≥規定範圍,運行參數=在上下限範圍內實時數據算術平均值,參數狀態=4;
按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,有≥20%周期內該參數對應的所有測點總個數的實時數據在上下限範圍內,方差<規定範圍,運行參數=在上下限範圍內實時數據算術平均值,參數狀態=0;
(3)運行參數對應多個現場測點,取各測點和的數據有效性識別及標誌位處理;
對這種情況需要分兩步處理:
首先進行單測點平均值計算,在規定的計算周期對實時資料庫進行檢索
未檢索到數據,單測點平均值=Double.MinValue,狀態=2;
檢索到的數據全部超出上下限,單測點平均值=實時數據算術平均值,狀態=1;
有≥1and≤20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,單測點平均值=在上下限範圍內實時數據算術平均值,狀態=3;
有≥20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,方差≥規定範圍,單測點平均值=在上下限範圍內實時數據算術平均值,狀態=4;
有≥20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,方差<規定範圍,單測點平均值=在上下限範圍內實時數據算術平均值,狀態=0;
第二步,依據單測點平均值的情況,進行求和計算
該參數對應的所有單測點平均值狀態=2,運行參數=Double.MinValue,參數狀態=2;
該參數對應的所有單測點平均值狀態=1,運行參數=Σ(單測點實時數據算術平均值),參數狀態=1;
該參數對應的各測點中,有部分單測點平均值狀態=3,運行參數=Σ(狀態≠1、2的單測點實時數據算術平均值),參數狀態=3;
該參數對應的各測點中,有部分單測點平均值狀態=4and≠3,運行參數=Σ(狀態≠1、2的單測點實時數據算術平均值),參數狀態=4;
該參數對應的各測點中,有部分單測點平均值狀態=0and≠3、4,運行參數=Σ(狀態≠1、2的單測點實時數據算術平均值),參數狀態=0;
2、首批計算數據獲得完畢,對其進行熱力系統變工況計算。根據各參數的熱力學相關性,得到參數基準值。
讀取資料庫並通過功率插值,可以得到兩部分數據:一部分為該負荷下高中低壓缸效率、流壓比、加熱器端差、過熱器減溫水流量、再熱器減溫水流量等變工況計算所需要的數據;另一部分為給水壓力、給水溫度、主汽壓力、主汽溫度等不參與變工況計算的數據。
通過功率插值得到某一負荷下:
高壓缸效率:,
中壓缸效率:,
低壓缸效率:,
流壓比:,
加熱器端差:,
其中:P——實時功率值;P1——插值功率下沿;P2——插值功率上沿;Effh1——高壓缸效率下沿;Effh2——高壓缸效率上沿;Effi1——中壓缸效率下沿;Effi2——中壓缸效率上沿;Effl1——低壓缸效率下沿;Effl2——低壓缸效率上沿;FP1——流壓比下沿;FP2——流壓比上沿;Dt1——加熱器端差下沿;Dt2——加熱器端差上沿。
取實時各段抽汽壓力值,利用功率插值得到的加熱器端差Dt,同時考慮各段抽汽壓損、給水泵焓升、軸加焓升值。調用飽和壓力函式可得到:
n號加熱器出口溫度:Tlphno=Tns–TTDn,其中:Tns——該段抽汽壓力下對應的飽和水溫度,
TTDn——該加熱器的上端差,取實時主汽流量值,進行回熱系統熱平衡計算,可得到:
第n級抽汽級後流量:,
其中:Ffw——主流量,Hhphno——該加熱器出口水焓值,Hhphni——該加熱器入口水焓值,Fd——疏水流量,Hd——疏水焓值,Hi——加熱器進汽焓值;
根據流壓比基準值FD,得到各段抽汽壓力計算值:
Pei=Fin/FD,其中:Fin——抽汽流量,FD——流壓比。
該壓力與最初設定的抽汽壓力(即:取實時各段抽汽壓力值)作比較,如計算得到的各段抽汽壓力與最初設定的抽汽壓力相差大於0.1%,則利用目前計算得到的抽汽壓力重新代入進行疊代計算。直到相差小於0.1%,疊代結束,此時的各段抽汽壓力、抽汽溫度、加熱器進出口水溫、疏水溫度對應的值作為該工況的基準值。
3、各實際參數與基準值進行比較,超出合理性範圍(如5%)的,對該參數進行標誌位處理,並完成數據的重構。
讀取資料庫中合理性判斷上限、下限信息,對實時數據進行判斷。如超出合理範圍的數據,代入第二步中計算出的基準值,同時進行標誌位處理,完成數據的重構。
如圖2給出了數據有效性識別及重構流程方法具體的流程圖,首先獲取實時數據,當未檢索到數據,即Σ(Y)檢測到數據個數的和≤0時,標誌位=2;檢索到的數據全部超出上下限Ymin、Ymax,標誌位=1;有≥1and≤20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,標誌位=3;有≥20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,方差δ(Y1……YN)≥規定範圍ε,標誌位=4;同時,有≥20%周期內總個數的實時數據在上下限範圍內,方差<規定範圍,標誌位=0,表示數據正常,首批計算數據獲得完畢。通過功率插值得到某一負荷下高壓缸效率、中壓缸效率、低壓缸效率、流壓比、加熱器端差。取實時各段抽汽壓力值,利用功率插值得到的加熱器端差,同時考慮各段抽汽壓損、給水泵焓升、軸加焓升值。調用飽和壓力函式可得到n號加熱器出口溫度,取實時主汽流量值,進行回熱系統熱平衡計算,可得到第n級抽汽級後流量。根據流壓比基準值FD,得到各段抽汽壓力計算值。壓力與最初設定的抽汽壓力作比較,如計算得到的各段抽汽壓力與最初設定的抽汽壓力相差大於0.1%,則利用目前計算得到的抽汽壓力重新代入進行疊代計算。直到相差小於0.1%,疊代結束,此時的各段抽汽壓力、抽汽溫度、加熱器進出口水溫、疏水溫度對應的值作為該工況的基準值。各實際參數與基準值進行比較,超出合理性範圍(如5%)的,對該參數進行標誌位處理,並完成數據的重構。
圖2中Σ(Y)為檢測到數據個數,Ymin為參數下限,Ymax為參數上限,NUMmin為20%周期內總個數,δ(Y1……YN)為參數某一時段內的方差,ε為方差的確定範圍,Speacal是程式內位識別方便而賦給該參數的一個特殊值,如9999999;Ystatus為標誌位,N為功率值,XX為合理性判斷的邊界條件下限,SX為合理性判斷的邊界條件上限。
欄位名中文解釋 | 欄位名 | 數據類型 | 注意事項 |
電廠編碼 | PLANT_ID | String | 按統一的機組列表中的PLANT_ID填寫,見附屬檔案一 |
機組編碼 | UNIT_ID | String | 按統一的粗紋列表中的ID填寫,見附屬檔案一 |
虛擬編碼序號 | NUMXNBM | Number | 默認值的內容包括該機組輸入參數表中的各參數、軸封漏汽量及焓的設計值、各指標的基準值。序號取虛擬編碼表中的統一序號 |
虛擬編碼 | XNBM | String | 根據虛擬編碼序號,按統一的虛擬編碼表定義的 編碼填寫 |
名稱 | MC | String | 根據虛擬編碼序號,按統一的虛擬編碼表定義的名稱填寫 |
合理性判斷標誌 | BZFD | String | 表示是否需要進行合理性判斷,需要填'T',不 需要填'F' |
合理性判斷下限 | PDXX | Number | 實時數據能夠低於默認值的範圍,超出範圍認為時時數據不合理,單位為% |
合理性判斷上限 | PDSX | Number | 實時數據能翳高於默認值的範圍,超出範圍認為 時時數據不合理,單位為% |
說明:默認值計算方法表1中信息用於標示某機組有默認值的參數包括哪些、是否需要進行合理性判斷、合理性判斷的範圍等。
欄位名中交解釋 | 欄位名 | 數據類型 | 注意爭項 |
電廠編碼 | PLANT_ID | String | 按統一的機組列表中的FUHTJD填寫,見附屬檔案一 |
機期編碼 | UNIT_ID | String | 按統一的機組列表中的ID填寫,見附屬檔案一 |
虛擬編碼序號 | NUMXNBM | Number | 與默認值計登方法表中的序號相同 |
工況編碼 | GK | Number | 某工況的電功率取整,四捨五入到10兆瓦,工況的數量可根據設計熱平衡圖或試驗報告確定 |
虛擬編碼 | XNBM | String | 與默UfiitM方法表中的虛擬編碼相同 |
默認值 | MRZ | Humber | 參數數量與默認值計算方法表中的項目相同,某參數的數值取設計熱平衡圖或試驗報告中對應工況的數據。 |
名稱 | MC | String | 與默認.值計算方法表中的名禰相同 |
說明:默認值表2中信息為某機組計算所需的參數的與工況相關的一組數據,當實時數據出現異常時,用於容錯。
以C250/N300-16.67/537/537/0.4型汽輪機為例,來具體說明火電機組能耗管理數據有效性識別及重構方法。
實時數據:
2010-7-1108:30:00主汽壓力,16.722;主汽溫度,536.58;……#1高加疏水溫度,235.4;……電功率,151.21
2010-7-1108:30:05主汽壓力,16.728;主汽溫度,536.51;……#1高加疏水溫度,235.6;……電功率,151.21
2010-7-1108:30:10主汽壓力,16.728;主汽溫度,536.51;……#1高加疏水溫度,235.6;……電功率,151.22
開始處理:
1、電功率檢查,不超限(0——175)。
2、按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,檢索到數據。(5秒鐘一條,1分鐘共檢索到12條數據———這裡的“條”指的是“主汽壓力……電功率”的一批數據)。
3、按規定的計算周期對實時資料庫進行檢索,檢索到的數據未全部超出上下限。(主汽壓力,16.722,大於下限8,小於上限20;
主汽溫度,536.51,大於下限300,小於上限600;
……;
電功率,151.22,大於下限0,小於上限175)。
4、方差小於規定範圍。
主汽壓力,16.62;主汽溫度,535.92;……#1高加疏水溫度,234.1;……電功率,150.89。
5、全部測點接收完畢,標誌位=0。
6、進行變工況計算:
高壓缸效率:;
中壓缸效率:;
低壓缸效率:;
流壓比:;
高缸排汽點後流壓比243.82;
中壓自動主汽門前流壓比241.44;
1段抽汽點後150.13;
2段抽汽點後243.87;
3段抽汽點後464.35;
4段抽汽點後772.1;
5段抽汽點後1325.38;
6段抽汽點後2327.15;
7段抽汽點後5780.65;
8段抽汽點後6024.12;
加熱器端差:;
1號高加上端差-1.07;
1號高加下端差5.6;
2號高加上端差0;
2號高加下端差5.6;
3號高加上端差0;
3號高加下端差5.6;
5號低加上端差2.8;
5號低加下端差5.6;
6號低加上端差2.8;
6號低加下端差5.6;
7號低加上端差2.8;
7號低加下端差5.6;
8號低加上端差2.8;
8號低加下端差5.6;
n號加熱器出口溫度:Tlphno=Tns–TTDn;
1號高加出口溫度283.34;
2號高加出口溫度246.89;
3號高加出口溫度205.84;
5號低加出口溫度149.61;
6號低加出口溫度127.59;
7號低加出口溫度110.12;
8號低加出口溫度75.62;
第n級抽汽級後流量:,;
第1級抽汽級後流量953.32;
第2級抽汽級後流量895.53;
第3級抽汽級後流量856.66;
第4級抽汽級後流量824.41;
第5級抽汽級後流量792.54;
第6級抽汽級後流量763.56;
第7級抽汽級後流量747.13;
第8級抽汽級後流量710.23;
Pei=Fin/FD,
1段抽汽壓力6.35,
比較得到#1高加疏水溫度實時值6.2與基準值相差2.3%;
2段抽汽壓力3.67,
比較得到#1高加疏水溫度實時值4.2與基準值相差14%;
3段抽汽壓力1.84,
比較得到#1高加疏水溫度實時值1.7與基準值相差7.8%;
4段抽汽壓力1.07,
比較得到#1高加疏水溫度實時值0.93與基準值相差13%;
5段抽汽壓力0.59,
比較得到#1高加疏水溫度實時值0.51與基準值相差14%;
6段抽汽壓力0.32,
比較得到#1高加疏水溫度實時值0.28與基準值相差15%;
7段抽汽壓力0.13,
比較得到#1高加疏水溫度實時值0.1與基準值相差22%;
8段抽汽壓力0.11,
比較得到#1高加疏水溫度實時值0.09與基準值相差23%;
除1段抽汽壓力實時值6.2與基準值相差2.3%外,其餘各點均超出4%(收斂條件)的範圍。因此需要第二次疊代。將新的各段抽汽壓力作為初值,進行第二次的計算,直至各段抽汽壓力值均在5%的範圍內,疊代結束。
此時,各參數的基準值為:
高壓缸效率=84.8;
中壓缸效率=92.12;
低壓缸效率=87.03;
1段抽汽壓力6.21;
2段抽汽壓力3.82;
3段抽汽壓力1.84;
4段抽汽壓力1.12;
5段抽汽壓力0.59;
6段抽汽壓力0.32;
7段抽汽壓力0.12;
8段抽汽壓力0.11;
……
變工況計算結束。
將每一段抽汽壓力的基準值與實時值相比,對超出合理性範圍(如5%)的參數進行標誌位處理,賦值為5,完成數據的重構。
1段抽汽壓力基準值6.21,實時值6.18,相差0.48%,標誌位=0;
2段抽汽壓力基準值3.82,實時值3.8,相差0.52%,標誌位=0;
3段抽汽壓力基準值1.84,實時值1.76,相差4.34%,標誌位=0;
4段抽汽壓力基準值1.12,實時值1.16,相差3.57%,標誌位=0;
5段抽汽壓力基準值0.59,實時值0.61,相差3.38%,標誌位=0;
6段抽汽壓力基準值0.32,實時值0.31,相差3.12%,標誌位=0;
7段抽汽壓力基準值0.12,實時值0.12,相差0%,標誌位=0;
8段抽汽壓力基準值0.11,實時值0.09,相差18.18%,標誌位=5。
榮譽表彰
2014年11月6日,《火電機組能耗數據有效性識別及重構方法》獲得第十六屆中國專利優秀獎。