一种基于火电机组运行数据确定升降负荷速率的方法

摘要

本发明公开了一种确定电站机组最大升降负荷速率的方法，包括以下步骤：步骤一，读取电站集散控制系统DCS历史数据库中以单位时间为间隔的连续负荷数据，作为计算最大负荷升降速率的总样本，并做一阶差分；步骤二，设定窗口长度N，采用滑动窗口的形式，计算窗口内负荷数据的标准差s：步骤三，统计所求的标准差，找出其分布规律，得到区分稳态过程与非稳态过程的标准差阈值；步骤四，确定负荷非稳态过程的起止时刻以及持续时间；步骤五，确定机组的最大负荷升降速率。本发明根据机组真实历史数据，进行对机组最高升降负荷速率的预测，其预测结果准确；具体实施过程只需要机组运行的历史数据，简便易行，对机组的安全运行没有任何影响。

主权项

一种确定电站机组最大升降负荷速率的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，读取电站集散控制系统DCS历史数据库中以单位时间为间隔的连续负荷数据，作为计算最大负荷升降速率的总样本，负荷数据所组成的数组记为A，并做一阶差分记为C：C(i)＝A(i+1)‑A(i)，其中i为负荷数据；步骤二，设定窗口长度N，采用滑动窗口的形式，计算窗口内负荷数据的标准差s：$s=\sqrt{\frac{1}{N-1}\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{(x_i-\bar{x})}^2}$其中，N为窗口内负荷数据的个数；x_i为窗口内N个负荷数据的数值；为窗口内N个负荷数据的算术平均值；步骤三，统计所求的标准差，找出其分布规律，得到区分稳态过程与非稳态过程的标准差阈值；步骤四，确定负荷非稳态过程的起止时刻以及持续时间：将所有的负荷非稳态过程的开始时刻所组成的数组记为K，将所有的负荷非稳态过程的结束时刻所组成的数组记为J，即第i个非稳态过程，其对应的起止时刻记为K(i)、J(i)，对应的非稳态过程持续时间所组成的数组为：L(i)＝J(i)‑K(i) i＝1,2,3,…步骤五，确定机组的最大负荷升降速率，具体方法是：5.1、确定升降负荷过程的开始时刻及对应负荷：C(K(i))的绝对值大于1，K(i)所对应的时刻及负荷；C(k)的绝对值小于1，C(k+1)的绝对值大于1，k+1时刻对应的时刻及负荷，其中：k∈(K(i),J(i))；C(k)、C(k+1)的绝对值均大于1，但异号，k+1时刻对应的时刻及负荷，其中：k∈(K(i),J(i))；将上述三种情况对应时刻及负荷所组成的数组分别记为T₁、F₁；5.2、确定升降负荷过程的结束时刻及对应负荷：C(k)的绝对值大于1，C(k+1)的绝对值小于1，k+1时刻对应的时刻及负荷，其中：k∈(K(i),J(i))；C(k)、C(k+1)的绝对值均大于1，但异号，k+1时刻对应的时刻及负荷，其中：k∈(K(i),J(i))；C(J(i)‑1)的绝对值大于1，J(i)所对应的时刻及负荷；将上述三种情况对应时刻及负荷所组成的数组分别记为T₂、F₂；5.3、根据5.1和5.2中所得的负荷升降起止时刻及对应负荷计算负荷升降速率，负荷升降速率计算公式如下：$V=\frac{F_2-F_1}{T_2-T_1}$5.4、利用MATLAB中kmeans函数对负荷区间进行划分：[IDX,C]＝kmeans(data,k)；其中：data为负荷升降过程中的初始负荷和升降速率组成的二维数组；k为聚类的类数；5.5、统计机组升降负荷速率，确定其最大升降负荷速率：如下表所示，对运行数据计算所得的升负荷进行统计，绘成如下表格：其中：V_i为升负荷速率值，代表以V_i为中心的某段区间，并且各区间连续，数值按由大到小顺序排列；X_ij为第i个负荷区间第j个速率区间的升负荷速率统计频数；对统计的最高速率进行修正：$V_i=\frac{X_{i1}}{N}·V_1+\frac{X_{i2}}{N}·V_2+...+\frac{N-X_{i1}-...-X_{ij}}{N}·V_j$其中：V_i为负荷区间i统计的最大负荷升降速率；N为设定的总频数，并且在第j区间首次累计达到总频数N。