基于MI-GA-BP和误差统计分析的水电机组健康评估模型研究

针对水电机组运行期间故障样本较少,难以构建故障诊断模型的问题,提出基于MI-GA-BP和误差统计分析的方法构建水电机组健康评估模型。首先通过互信息理论选择相关的多个工况参数,进而采用GA-BP神经网络建立水电机组的振动预测模型,确定健康评估模型的基准值。然后通过对振动相对预测误差进行统计分析,采用非参数核密度估计法和正态分布估计法分别拟合其概率密度函数,计算在一定置信水平下的置信区间,采用熵权法对2种方法得到的区间进行组合得到最优区间,得到健康评估模型的界限值。通过仿真分析表明,所构建的健康评估模型能够实时反映机组的健康状态,判断其是否处于异常状态。     

电站锅炉运行氧量基准值确定方法的比较分析

合理确定在不同工况下的运行氧量基准值是实现电站锅炉高效经济运行的关键。炉膛出口运行氧量的改变会导致锅炉热损失以及送风机电耗的改变,从而影响电站经济性。以供电煤耗率作为机组经济性评价准则来确定机组运行氧量基准值的研究取得了一定的成果,本文对其中四种确定锅炉运行氧量基准值的方法进行了比较分析。     

基于数据挖掘的火电厂制粉系统能效评估模型研究

为降低超超临界机组在运行过程中的能耗,针对机组制粉系统建模过程繁琐及系统能效评估存在人为主观因素强和不确定性等缺陷,提出了一种适用于火电机组制粉系统能效评估的灰色模糊评估模型.通过引入K-medoids聚类算法挖掘出各能效指标的基准值,避免了建模过程繁琐的问题,并有效削弱了现场数据中异常值的影响;通过将灰色模糊评估模型...     

630 MW燃煤机组循环水系统运行优化研究

以某630 MW燃煤机组的开式循环水系统为研究对象,分别建立循环水泵优化调度模型和机组背压预测模型。为提高模型计算准确性,基于自主开发的热力仿真设计平台中的湿汽透平模块,建立完整的机组仿真模型,计算低压缸排汽流量和排汽焓值。将三个模型耦合,实现机组循环水泵的优化调度。分析了不同电负荷及循环水入口温度下的最佳循环水泵的运行方式,并通过历史运行数据验证了优化模型的准确性,结果表明所建的循环水泵优化调度模型能有效提高机组的运行经济性,降低机组能耗。研究了全负荷段下不同循环水温的循环水泵最优运行方式,以指导机组深度调峰时的循环水泵调度。开发了循环水泵实时优化调度系统,基于现场实时数据给出当前工况下最佳的循环水泵运行方式,为现场运行人员循环水泵调度提供指导建议。     

基于换热理论的凝汽器压力应达值的确定

基于换热器的换热理论,提出了一种新的凝汽器压力变工况算法,将其应用于凝汽器压力应达值计算中,并以某电厂600 MW机组为例进行了验证.结果表明:该算法具有较高的精度,适用于凝汽器压力的变工况计算.通过对影响凝汽器压力的4个因素进行分析,分别确定了其应达值的计算方法,并对汽轮机低压缸排汽焓及闭式循环水系统循环水入口温度的变工况计算方法进行了推导与说明.在凝汽器压力应达值的基础上,提出了区别于参数基准值的参数应达值的概念,可指导机组的运行优化.     

变工况下直接空冷机组最佳真空的分析

为了提高直接空冷机组运行经济性,以冷端系统的变工况模型为基础,通过计算空冷凝汽器风机送风量增大时空冷机组发电功率与对应风机耗功功率的增量,得到直接空冷机组凝汽器最佳真空的确定方法．根据相似定律确定迎面风速对风机耗功的影响,并通过冷端系统数学模型的分析和简化得到机组背压与发电功率的关系,最终导出了不同环境温度和排汽热负荷下迎面风速对应的最佳真空．根据模型对某330Mw机组在变工况下的最佳真空进行了计算,结果表明：随着排汽量的增加或环境温度的升高,最佳真空及对应的风量都增加;当环境温度高于20℃时,环境温度对最佳真空的影响更加突出．     

基于背压和最佳阀位控制的滑压曲线实时优化及应用

针对目前凝汽器背压对滑压值的修正无普适算式可供遵循的问题,通过作图法推理获得了滑压设定值与凝汽器背压及机组负荷之间的二元函数表达式;利用流量变工况计算方法解决最佳综合阀位的确定问题,在满足机组日常运行需求的条件下达到汽轮机高压调阀节流损失最小化;将提出的基于凝汽器背压和机组负荷的二元函数滑压实时优化和基于流量变工况计算的最佳综合阀位控制滑压实时优化方法相结合,将凝汽器背压对滑压值的修正作为粗调,将最佳综合阀位控制对滑压值的修正作为细调,共同实现对滑压设定值的实时调整。在某660 MW超临界机组上的应用表明,该方法能够节约供电煤耗约1.12 g/(kW·h）。     

基于实时稳态模型的汽轮机冷端系统闭环优化控制

汽轮机冷端系统是火电机组的重要辅助系统,其运行状态的好坏直接关系到机组的安全、经济运行。分析汽轮机冷端系统的换热机理,通过对汽轮机末级变工况计算模型、凝汽器换热变工况计算模型以及变频循环水泵变工况特性分析,建立汽轮机冷端系统最佳真空稳态计算模型。分析了机组在不同边界条件下的最佳运行真空,进而利用稳态计算模型构建最佳真空闭环优化实时控制系统,实现对机组循环冷却水流量的连续调节,提高了机组的运行经济性。     

基于改进型HMM的风电机组齿轮箱故障预测

以风电机组齿轮箱轴承齿轮为研究对象,将隐马尔可夫模型(hidden Markov model,HMM)和优胜劣汰遗传算法相结合,对风电机组齿轮箱轴承齿轮的故障进行预测研究,并用实际监测的风电机组齿轮箱冲击数据进行故障预测验证。研究结果表明:该算法相对简单,结果不受模型初始值的影响,能收敛于全局最优,克服了HMM的Baum-Welch算法较复杂,结果受模型初始值的影响,易收敛于局部最优的缺点,为风电机组齿轮箱轴承齿轮故障预测的研究提供新的方法和思路。     

600MW双压凝汽器最佳真空计算的改进及运行优化

针对传统最佳真空确定方法在工程应用中存在误差较大的问题,提出了基于实时数据的改进型最佳真空计算模型,通过对总传热系数的修正,空气漏入的影响分析,获得更加可靠、精度更高的最佳真空。以某电厂600MW机组为例验证理论模型,并利用MATLAB软件计算最佳循环水流量和对应的发电净增功率。结果表明,改进型方法优化运行获得的发电净增功率高于传统优化方法获得的机组发电净增功率,在相同的电厂负荷下,减少了燃煤量,降低了电厂供电煤耗。     

船用低速电控柴油机实时仿真模型开发研究

在分析低速机控制系统功能的基础上,确定了船用低速电控柴油机实时仿真模型功能,利用模块化建模方法开发了低速机缸内工作过程、进排气过程、涡轮增压器、中冷器等各个子模型,并针对电控系统的控制需求,建立了燃油喷射、排气门、辅助风机等独立的仿真子模型作为电控系统的受控对象,可使仿真得到的性能参数随控制参数的改变而实时变化,最后将实时仿真模型与硬件在环硬件进行了集成,对开发的低速机实时仿真模型进行了精度及实时性的验证。通过仿真数据与试车报告中的试验数据进行对比,实时仿真模型模拟的稳态工况下数据与试验数据最大误差在5%以内,运行在实时仿真机中的实时因子小于1。开发的低速机实时仿真模型精度和实时性满足硬件在环仿真测试要求,可将其用在低速机硬件在环仿真系统,开展低速机电控系统的功能测试。     

表孔弧形闸门静力数值模拟

应力监测是闸门实时在线监测系统的重要组成部分,为使应力监测结果更精确,欲借助数值模拟还原清零状态时各个点位的应力值。为验证其可行性,在现场进行空载试验,得到闸门在100、8000、9800mm开度时各点位的应力值;再利用有限元软件数值模拟闸门相应状态的静力,并对比数值模拟结果与闸门实时在线监测系统监测的结果。结果表明,数值模拟结果与实际空载试验数据匹配良好,可以使用数值模拟为闸门实时在线监测系统提供清零后的初始应力值。研究成果可为闸门应力实时监测提供参考。     

初值非固定的动态模型在变压器故障预测中的应用

基于新信息优先原则,将最新突变数据列为离散GM(1,1)模型初始值,采用预测数据等维更新原始数据序列,同步递进更新初始值,如此反复建立了等维滚动的初始值递进的动态离散GM(1,1)模型,运用该模型对变压器油中溶解气体含量有明显变化的情况进行了故障预测,并与DGM(1,1)模型的预测结果进行了对比分析。结果表明,本文方法实用、有效。     

基于混合智能的锅炉飞灰含碳量实时目标值模型

为了降低飞灰含碳量,提高锅炉运行水平,运用混合智能技术建立了飞灰含碳量目标值模型.从运行优化角度提出了飞灰含碳量目标值的定义和技术可行方案.通过对锅炉的历史运行工况数据库进行数据挖掘,建立了锅炉历史最优工况数据库,以此作为训练样本建立飞灰含碳量目标值的神经网络模型,在进行了实例验证后对模型进行了分析讨论.实际应用表明该模型具备自调节能力,能够向运行人员实时提供当前工况下的飞灰含碳量目标值,为飞灰含碳量的实时优化指明了调整的方向.     

基于前景理论的城市供水工程建设项目排序决策研究

为解决城市供水工程建设项目在城市供水规划中的建设排序决策问题,针对城市供水工程建设项目排序决策多目标、多指标的多层次结构特点,提出了基于前景理论的城市供水工程建设项目排序多层次灰靶决策模型。即先对不同决策目标下的评价指标效果样本值进行规范化处理,并将决策目标下的各评价指标集结为目标综合效果评价值,简化复杂的多层次决策问题,然后借鉴TOPSIS方法以正、负理想解作为决策的参考点,将灰靶理论融入前景理论构建正、负价值矩阵,进而以各建设项目综合前景值最大化构建权重函数优化模型,求解模型确定最优目标权重向量,据此得出各建设项目的综合前景值及排序。案例分析表明,该方法科学有效。     

基于多维特征分析的双层协同太阳辐照度预测

为增强逐日太阳辐照度预测的准确性和普适性,提出一种基于多维特征分析的双层协同预测模型。首先,搭建一种双层协同架构,将整个模型分成基准层和提升层两部分,使用分层预测的方式追踪目标对象的多维特征和变化趋势;其次,以数值天气预报（NWP）为输入,采用LightGBM基于特征学习预测方法构建基准预测模型;然后,在前者的基础上,挖掘目标时刻太阳辐照度与历史时序数据之间的关联性,引入改进AdaBoost算法与多隐层极限学习机（MH-ELM）作为提升层主体,提高时序预测的稳定性;最后,选用中国中部地区某光伏电站实测太阳辐照度数据进行算例分析,验证了该模型的合理性和有效性。     

A novel practical state of charge estimation method: an adaptive improved ampere-hour method based on composite correction factor

The research of the real-time state of charge (SOC) estimation method for lithium-ion battery is developing towards the trend of model diversification and algorithm complexity. However, due to the limitation of computing ability in the actual battery management system, the traditional ampere-hour (Ah) method is still widely used. First, temperature, charge-discharge current, and battery aging are considered as the main factors, which affect the estimation accuracy of the Ah method under the condition that detection accuracy of the current sensor is determined. Second, the relationship between the SOC and battery open-circuit voltage at different temperatures is analyzed, which is used to modify the initial SOC. Third, the influence mechanism of main factors on the effect of the Ah method is analyzed, and proposes a capacity composite correction factor to reflect the influence of charge-discharge efficiency, coulomb efficiency, and battery aging comprehensively, and then update its value in real-time. Lastly, the adaptive improved Ah formula and the complete SOC estimation model is designed, and the estimation effect of this model is verified by comparing with other SOC estimation methods in the experiment of dynamic cycle test. The results show that the estimation error of the adaptive improved method is less than 2% under two comprehensive working conditions, while the error of the traditional method is 5% to 10%, and compared with an extended kalman filter algorithm, it also gets a better SOC estimation performance, which proves that this method is scientific and effective.     

基于Simulink与硬件的实时数据采集系统的实现

为了利用MATLAB/Simulink的强大功能,补充Simulink的I/O设备驱动模块库,实现实时仿真及快速原型化系统设计,提出了基于Simulink与硬件的实时数据采集系统的实现。电力系统中经常会用到数据采集卡实时采集数据,例如采用研华PCL-836采集卡测量发电机组的频率等,但是在Simulink中没有提供该板卡的驱动模块。介绍了在xPC环境下,如何用C-MEX S-Function编写硬件的驱动程序,作为硬件与软件的接口,并结合实际应用,构建基于Simulink与硬件的双机模式实时数据采集系统。主机中Simulink通过编写的驱动程序,驱动安装在目标机上的硬件采集外部的输入信号,进而就可以实时地完成数据采集和分析功能,该方法可以应用到发电机组测频等实际工程应用领域。     

Is the Merchant Power Producer a broken model?

Deregulated energy markets were founded on the Merchant Power Producer, a stand-alone generator that sold its production to the spot and short-term forward markets, underpinned by long-dated project finance. The initial enthusiasm that existed for investment in existing and new merchant power plant capacity shortly after power system deregulation has progressively dissipated, following an excess entry result. In this article, we demonstrate why this has become a global trend. Using debt-sizing parameters typically used by project banks, we model a benchmark plant, then re-simulate its performance using live energy market price data and find that such financings are no longer feasible in the absence of long-term Power Purchase Agreements.     

电站锅炉汽水系统主要运行参数的耗差分析

建立火电机组运行参数偏离目标值而引起标准煤耗偏差的计算模型,并导出了电站锅炉汽水系统各运行参数单一变化与标准煤耗的关系以及多个运行参数同时变化对标准煤耗的综合影响。利用该耗差分析模型对某电厂BWB-1025/18.3-M型锅炉汽水系统运行参数进行实时耗差计算,计算结果精度能够满足现场监测的要求。