一种基于发电设备仿真模型的机组控制方法及系统
文献发布时间：2024-04-18 19:44:28
技术领域
本申请涉及联合循环机组技术领域，特别是涉及一种基于发电设备仿真模型的机组控制方法及系统。
背景技术
联合循环机组由燃机、余热锅炉、汽机和冷端系统设备等主要设备及辅助设备组合而成，因此建立整套联合循环机组热力性能仿真模型的基础是建立并获得各子设备热力性能仿真模型。
而现阶段在构建机组性能仿真模型时，存在耗时长，且模型预测能力不佳的问题，此外机组的控制系统无法根据机组仿真模型及时修正机组的运行参数，难以实现多维度交互操作。
发明内容
本申请的目的是：为解决上述技术问题，本申请提供了一种基于发电设备仿真模型的机组控制方法及系统。
本申请的一些实施例中，通过建立多个子仿真模型，通过子设备性能仿真模型间相互耦合的参数连接，建立机组仿真性能模型，并通过预设迭代次数阈值和可信度评价值阈值，降低建模的计算量，提高预测的准确性，使得模型计算结果更加符合机组的实际性能，通过预测结果及时对控制参数进行修正，提高机组的运行效率。
本申请的一些实施例中，提供了一种基于发电设备仿真模型的机组控制方法，包括：
基于发电设备的历史运行参数建立机组性能仿真模型；
获取机组实时运行参数，根据所述机组实时运行参数和所述机组性能仿真模型生成机组预测性能参数；
获取机组实时性能参数，根据所述机组实时性能参数和所述机组预测性能参数设定机组控制参数修正指令。
本申请的一些实施例中，基于发电设备的历史运行参数建立机组性能仿真模型时，包括：
根据燃机历史运行参数建立燃机子仿真模型；
根据余热锅炉历史运行参数建立余热锅炉子仿真模型；
根据汽机历史运行参数建立汽机子仿真模型；
建立冷端系统子设备仿真模型；
根据所述燃机子仿真模型，所述余热锅炉子仿真模型。所述机子仿真模型和所述冷端系统子设备仿真模型生成机组性能仿真模型。
本申请的一些实施例中，基于发电设备的历史运行参数建立机组性能仿真模型时，还包括：
根据机组历史运行参数生成多个迭代数据包和验证数据包；
根据所述迭代数据包生成机组性能仿真模型预测参数；
根据所述预测参数和所述验证数据包生成机组性能仿真模型可信度评价值；
根据所述可信度评价值生成修正指令；
根据所述修正指令修正所述机组性能仿真模型，并再次进行迭代；
预设迭代次数阈值b1和可信度评价值阈值a1；
根据所述迭代次数阈值和所述可信度评价值阈值判断是否停止迭代；
获取完成迭代的机组性能仿真模型的可信度评价值a。
本申请的一些实施例中，根据所述迭代次数阈值和所述可信度评价值阈值判断是否停止迭代时，包括：
获取实时可信度评价值a2；
若a2＞a1，获取实时迭代次数b，根据所述实时迭代次数b和所述迭代次数阈值b1之间的差值设定剩余迭代次数c，根据所述剩余迭代次数c完成迭代；
获取实时迭代次数b；
若b＝b1时，获取实时可信度评价值a2，根据所述实时可信度评价值a2和所述可信度评价值阈值a1之间的差值设定剩余迭代次数c，根据所述剩余迭代次数c完成迭代。
本申请的一些实施例中，根据所述实时迭代次数b和所述迭代次数阈值b1之间的差值设定剩余迭代次数c时，包括：
预设迭代次数差值矩阵D，设定D(D1，D2，D3，D4)，其中，D1为预设第一迭代次数差值，D2为预设第二迭代次数差值，D3为预设第三迭代次数差值，D4为预设第四迭代次数差值，且D1＜D2＜D3＜D4；
预设剩余迭代次数矩阵C，设定C(C1，C2，C3，C4)，其中，C1为预设第一剩余迭代次数，C2为预设第二剩余迭代次数，C3为预设第三剩余迭代次数，C4为预设第四剩余迭代次数，且C1＜C2＜C3＜C4；
获取实时迭代次数差值d；
若d＜D1，设定剩余迭代次数c为预设第一剩余迭代次数C1，即c＝C1；
若D1＜d＜D2，设定剩余迭代次数c为预设第二剩余迭代次数C2，即c＝C2；
若D2＜d＜D3，设定剩余迭代次数c为预设第三剩余迭代次数C3，即c＝C3；
若D3＜d＜D4，设定剩余迭代次数c为预设第四剩余迭代次数C4，即c＝C4。
本申请的一些实施例中，根据所述实时可信度评价值a2和所述可信度评价值阈值a1之间的差值设定剩余迭代次数c时，包括：
预设可信度评价值差值矩阵E，设定E(E1，E2，E3，E4)，其中，E1为预设第一可信度评价值差值，E2为预设第二可信度评价值差值，E3为预设第三可信度评价值差值，E4为预设第四可信度评价值差值，且E1＜E2＜E3＜E4；
获取实时可信度评价值差值e；
若e＜E1，设定剩余迭代次数c为预设第一剩余迭代次数C1，即c＝C1；
若E1＜e＜E2，设定剩余迭代次数c为预设第二剩余迭代次数C2，即c＝C2；
若E2＜e＜E3，设定剩余迭代次数c为预设第三剩余迭代次数C3，即c＝C3；
若E3＜e＜E4，设定剩余迭代次数c为预设第四剩余迭代次数C4，即c＝C4。
本申请的一些实施例中，根据所述机组实时性能参数和所述机组预测性能参数设定机组控制参数修正指令时，包括：
预设性能差值阈值
若所述机组实时性能参数小于所述机组预测性能参数时，生成实时性能差值；
根据所述可信度评价值a设定修正系数n；
根据所述修正系数n修正所述实时性能差值；
若所述实时性能差值大于所述预设性能差值阈值，生成控制参数修正指令。
本申请的一些实施例中，根据所述修正系数n修正所述实时性能差值时，包括：
获取实时性能差值f；
预设修正系数矩阵N，设定N(n1，n2，n3，n4)，其中，n1为预设第一修正系数，n2为预设第二修正系数，n3为预设第三修正系数，n4为预设第四修正系数，且n1＜n2＜n3＜n4＜1；
预设可信度评价值矩阵A，设定A(A1，A2，A3，A4)，其中，A1为预设第一可信度评价值，A2为预设第二可信度评价值，A3为预设第三可信度评价值，A4为预设第四可信度评价值，且A1＜A2＜A3＜A4；
若A1＜a＜A2，设定n＝n1，修正后的实时性能差值f1＝n1＊f；
若A2＜a＜A3，设定n＝n2，修正后的实时性能差值f1＝n2＊f；
若A3＜a＜A4，设定n＝n3，修正后的实时性能差值f1＝n3＊f；
若a＞A4，设定n＝n4，修正后的实时性能差值f1＝n4＊f。
本申请的一些实施例中，提供了一种基于发电设备仿真模型的控制系统，包括：
仿真模型单元，用于根据发电设备的历史运行参数建立机组性能仿真模型；
预测单元，所述预测单元用于根据机组实时运行参数和所述机组性能仿真模型生成机组预测性能参数；
修正单元，所述修正单元根据机组实时性能参数和所述机组预测性能参数设定机组控制参数修正指令。
本申请的一些实施例中，所述仿真模型单元包括：
第一处理模块，所述第一处理模块根据燃机历史运行参数建立燃机子仿真模型；
第二处理模块，所述第二处理模块根据余热锅炉历史运行参数建立余热锅炉子仿真模型；
第三处理模块，所述第三处理模块根据汽机历史运行参数建立汽机子仿真模型；
第四处理模块，所述第四处理模块用于建立冷端系统子设备仿真模型；
融合处理模块，所述融合处理模块用于根据所述燃机子仿真模型，所述余热锅炉子仿真模型。所述机子仿真模型和所述冷端系统子设备仿真模型生成机组性能仿真模型。
迭代模块，所述迭代模块用于根据机组历史运行参数生成多个迭代数据包和验证数据包，所述迭代模块还用于修正机组性能仿真模型。
本申请实施例一种基于发电设备仿真模型的机组控制方法及系统与现有技术相比，其有益效果在于：
通过建立多个子仿真模型，通过子设备性能仿真模型间相互耦合的参数连接，建立机组仿真性能模型，并通过预设迭代次数阈值和可信度评价值阈值，降低建模的计算量，提高预测的准确性，使得模型计算结果更加符合机组的实际性能，通过预测结果及时对控制参数进行修正，提高机组的运行效率。
附图说明
图1是本申请实施例优选实施例中一种基于发电设备仿真模型的机组控制方法的流程示意图；
图2是本申请实施例优选实施例中一种基于发电设备仿真模型的机组控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1所示，本申请实施例优选实施例的一种基于发电设备仿真模型的机组控制方法，包括：
S101：基于发电设备的历史运行参数建立机组性能仿真模型；
S102：获取机组实时运行参数，根据机组实时运行参数和机组性能仿真模型生成机组预测性能参数；
S103：获取机组实时性能参数，根据机组实时性能参数和机组预测性能参数设定机组控制参数修正指令。
具体而言，基于发电设备的历史运行参数建立机组性能仿真模型时，包括：
根据燃机历史运行参数建立燃机子仿真模型；
根据余热锅炉历史运行参数建立余热锅炉子仿真模型；
根据汽机历史运行参数建立汽机子仿真模型；
建立冷端系统子设备仿真模型；
根据燃机子仿真模型，余热锅炉子仿真模型。机子仿真模型和冷端系统子设备仿真模型生成机组性能仿真模型。
可以理解的是，上述实施例中，通过建立多个子仿真模型，通过子设备性能仿真模型间相互耦合的参数连接，建立机组仿真性能模型，通过对各个子仿真模型内部参数进行调整，提高机组性能仿真模型的计算结果的准确性。
本申请实施例优选实施例中，基于发电设备的历史运行参数建立机组性能仿真模型时，还包括：
根据机组历史运行参数生成多个迭代数据包和验证数据包；
根据迭代数据包生成机组性能仿真模型预测参数；
根据预测参数和验证数据包生成机组性能仿真模型可信度评价值；
根据可信度评价值生成修正指令；
根据修正指令修正机组性能仿真模型，并再次进行迭代；
预设迭代次数阈值b1和可信度评价值阈值a1；
根据迭代次数阈值和可信度评价值阈值判断是否停止迭代；
获取完成迭代的机组性能仿真模型的可信度评价值a。
具体而言，根据迭代次数阈值和可信度评价值阈值判断是否停止迭代时，包括：
获取实时可信度评价值a2；
若a2＞a1，获取实时迭代次数b，根据实时迭代次数b和迭代次数阈值b1之间的差值设定剩余迭代次数c，根据剩余迭代次数c完成迭代；
获取实时迭代次数b；
若b＝b1时，获取实时可信度评价值a2，根据实时可信度评价值a2和可信度评价值阈值a1之间的差值设定剩余迭代次数c，根据剩余迭代次数c完成迭代。
具体而言，根据实时迭代次数b和迭代次数阈值b1之间的差值设定剩余迭代次数c时，包括：
预设迭代次数差值矩阵D，设定D(D1，D2，D3，D4)，其中，D1为预设第一迭代次数差值，D2为预设第二迭代次数差值，D3为预设第三迭代次数差值，D4为预设第四迭代次数差值，且D1＜D2＜D3＜D4；
预设剩余迭代次数矩阵C，设定C(C1，C2，C3，C4)，其中，C1为预设第一剩余迭代次数，C2为预设第二剩余迭代次数，C3为预设第三剩余迭代次数，C4为预设第四剩余迭代次数，且C1＜C2＜C3＜C4；
获取实时迭代次数差值d；
若d＜D1，设定剩余迭代次数c为预设第一剩余迭代次数C1，即c＝C1；
若D1＜d＜D2，设定剩余迭代次数c为预设第二剩余迭代次数C2，即c＝C2；
若D2＜d＜D3，设定剩余迭代次数c为预设第三剩余迭代次数C3，即c＝C3；
若D3＜d＜D4，设定剩余迭代次数c为预设第四剩余迭代次数C4，即c＝C4。
具体而言，当完成剩余迭代次数c停止迭代，并生成最终的机组性能仿真模型。
具体而言，根据实时可信度评价值a2和可信度评价值阈值a1之间的差值设定剩余迭代次数c时，包括：
预设可信度评价值差值矩阵E，设定E(E1，E2，E3，E4)，其中，E1为预设第一可信度评价值差值，E2为预设第二可信度评价值差值，E3为预设第三可信度评价值差值，E4为预设第四可信度评价值差值，且E1＜E2＜E3＜E4；
获取实时可信度评价值差值e；
若e＜E1，设定剩余迭代次数c为预设第一剩余迭代次数C1，即c＝C1；
若E1＜e＜E2，设定剩余迭代次数c为预设第二剩余迭代次数C2，即c＝C2；
若E2＜e＜E3，设定剩余迭代次数c为预设第三剩余迭代次数C3，即c＝C3；
若E3＜e＜E4，设定剩余迭代次数c为预设第四剩余迭代次数C4，即c＝C4。
具体而言的，当完成剩余迭代次数时，获取实时的可信度评价值，若实时的可信度评价值未达到可信度评价值阈值，则重新建立机组性能仿真模型。
可以理解的是，上述实施例中，通过预设迭代次数阈值和可信度评价值阈值，降低建模的计算成本，同时通过设置剩余迭代次数矩阵，动态设定剩余迭代次数，提高预测的准确性，使得模型计算结果更加符合机组的实际性能。
本申请实施例优选实施例中，根据机组实时性能参数和机组预测性能参数设定机组控制参数修正指令时，包括：
预设性能差值阈值
若机组实时性能参数小于机组预测性能参数时，生成实时性能差值；
具体而言，根据机组历史运行参数设定评价标准，根据所述评价标准和性能参数生成性能评价值，其性能评价值越高，说明机组运行效率越高，根据其性能评价值生成性能差值。
根据可信度评价值a设定修正系数n；
根据修正系数n修正实时性能差值；
若实时性能差值大于预设性能差值阈值，生成控制参数修正指令。
具体而言，根据修正系数n修正实时性能差值时，包括：
获取实时性能差值f；
预设修正系数矩阵N，设定N(n1，n2，n3，n4)，其中，n1为预设第一修正系数，n2为预设第二修正系数，n3为预设第三修正系数，n4为预设第四修正系数，且n1＜n2＜n3＜n4＜1；
预设可信度评价值矩阵A，设定A(A1，A2，A3，A4)，其中，A1为预设第一可信度评价值，A2为预设第二可信度评价值，A3为预设第三可信度评价值，A4为预设第四可信度评价值，且A1＜A2＜A3＜A4；
若A1＜a＜A2，设定n＝n1，修正后的实时性能差值f1＝n1＊f；
若A2＜a＜A3，设定n＝n2，修正后的实时性能差值f1＝n2＊f；
若A3＜a＜A4，设定n＝n3，修正后的实时性能差值f1＝n3＊f；
若a＞A4，设定n＝n4，修正后的实时性能差值f1＝n4＊f。
可以理解的是，上述实施例中，通过预设修正系数矩阵，根据机组性能仿真模型的可信度评价值对实时的性能差值进行修正，使其计算结果更加准确，其修正参数更加符合机组的实际性能，提高机组整体的运行效率。
如图2所示，基于上述任一实施例中一种基于发电设备仿真模型的控制方法的又一优选实施例，本实施例中提供了一种基于发电设备仿真模型的控制系统，包括：
仿真模型单元，用于根据发电设备的历史运行参数建立机组性能仿真模型；
预测单元，预测单元用于根据机组实时运行参数和机组性能仿真模型生成机组预测性能参数；
修正单元，修正单元根据机组实时性能参数和机组预测性能参数设定机组控制参数修正指令。
具体而言，仿真模型单元包括：
第一处理模块，第一处理模块根据燃机历史运行参数建立燃机子仿真模型；
第二处理模块，第二处理模块根据余热锅炉历史运行参数建立余热锅炉子仿真模型；
第三处理模块，第三处理模块根据汽机历史运行参数建立汽机子仿真模型；
第四处理模块，第四处理模块用于建立冷端系统子设备仿真模型；
融合处理模块，融合处理模块用于根据燃机子仿真模型，余热锅炉子仿真模型。机子仿真模型和冷端系统子设备仿真模型生成机组性能仿真模型。
迭代模块，迭代模块用于根据机组历史运行参数生成多个迭代数据包和验证数据包，迭代模块还用于修正机组性能仿真模型。
根据本申请的第一构思，通过建立多个子仿真模型，通过子设备性能仿真模型间相互耦合的参数连接，建立机组仿真性能模型，并通过预设迭代次数阈值和可信度评价值阈值，降低建模的计算量，提高预测的准确性，使得模型计算结果更加符合机组的实际性能，通过预测结果及时对控制参数进行修正，提高机组的运行效率。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。