基于数据挖掘的煤电机组能效特征指标及其基准值的研究

煤电机组的优化运行对于节能降耗有重要的意义,如何合理地选择能效特征指标并确定其基准值是机组优化运行的关键。基于数据挖掘算法,对机组历史运行数据分析:利用灰色关联度分析法,选取对供电煤耗产生主要影响的能效特征指标;采用K均值算法对多特征参数进行聚类划分并确定其基准值;结合广义回归神经网络,预测供电煤耗在基准工况下的目标值;对离散基准值样本点进行样条插值,建立机组全工况下的动态基准值工况库。最后,选取某超超临界百万湿冷机组运行数据分析与验证,分析结果表明提出的能效指标基准值研究方法,可以为煤电机组的优化运行提供调整方向。     

火电机组供电碳减排高维运行特征提取及其最优基准值确定

面向火电机组供电碳减排,系统研究最优运行基准值确定方法。首先,通过机理分析获得影响机组供电碳排放的全维运行参量,提出随机抽样一致–多项式最小二乘拟合(randomsampleconsensus-leastsquarepolynomialfitting,RANSAC-LSPF)算法进行稳态数据鲁棒筛选和工况划分;然后,采用近邻成分分析(neighborhoodcomponentanalysis,NCA)算法从各工况全维非线性参量中提取特征子集,合并确立全工况高维特征标准集;在各工况建立其与供电碳排放的长短期记忆(longshort-termmemory,LSTM)神经网络非线性模型;输入基于碳排放辅助基准值定义及高维聚类获取的各工况高维运行特征基准值,即得到更具泛化性的机组各工况供电碳排放最优基准值。最终,采用西北某600MW热电联产机组历史数据进行方法验证和在线更新部署,表明了该方法的有效性。     

基于工况辨识的重型燃气轮机性能评价方法研究

针对重型燃气轮机缺乏有效综合性能评价方法的问题,提出了一种基于工况辨识的重型燃气轮机性能评价方法。根据重型燃气轮机效率的影响因素确定了机组性能综合评价特征参数;选取机组多工况运行历史数据进行稳态筛选,并对筛选出的稳态运行数据进行基于多步K-均值聚类的工况辨识,实现机组稳态运行空间的工况划分;采用多元高斯混合模型确定各个工况下性能评价特征参数的基准值和阈值;最后建立基于熵权法的机组性能评价模型,实现了机组的综合性能评价。实例证明了所提方法的可行有效性。     

基于数据挖掘的汽轮机组冷端优化

冷端系统的优化运行是机组节能运行的重要环节。基于历史运行数据,结合数据挖掘方法与深度学习算法,提出了汽轮机组冷端优化的研究框架。首先,结合工况划分与高斯混合模型对真空进行聚类,确定多工况下真空的基准值区间;接着,结合最大互信息系数与长短时记忆神经网络构建真空预测模型,通过比较真空预测值与基准值,实现真空的异常检测;最后,以某在役1000MW超超临界湿冷凝汽式机组为研究对象进行分析验证,分析结果表明,论文提出的机组冷端优化方法可提供有效的真空异常预警及优化信息,有助于机组进一步挖掘其自身的节能潜力。     

基于数据挖掘的直接空冷机组背压预测及优化

为实现直接空冷机组冷端优化，以机组历史运行数据为基础结合数据挖掘与深度学习算法，提出了一种直接空冷机组冷端运行优化方法。首先，对获取的历史运行数据进行稳态筛选、工况划分，结合高斯混合模型算法确定机组多元工况下背压基准区间；然后，使用Spearman系数法选取特征变量，结合门控循环单元神经网络构建直接空冷机组背压预测模型，对比背压基准区间与背压预测值给出背压的优化建议和预警信息；最后，将该方法应用于某亚临界300 MW空冷凝汽式机组。研究结果表明：提出的背压优化方法能够给出有效的背压预警信息，实现空冷机组冷端优化运行。     

基于模糊C-均值聚类的锅炉监控参数基准值建模

锅炉各监控参数基准值的确定是分析锅炉运行能耗偏差的基础。该文充分利用锅炉运行数据的关联特性,提出了一种基于模糊C-均值聚类算法实现多参量同步聚类以确定锅炉监控参数基准值的方法。该方法可以在实际运行数据中同步挖掘出某典型负荷邻域区间对应的排烟氧量、排烟温度和飞灰含碳量等监控参数基准值,从而达到改善锅炉运行性能的目标。在多参量同步聚类算法中,利用有效性函数优化模糊聚类数,提出运行模式支持度的相关概念及其样本支持判定的规则,并对类中心点处较小ε区域内样本进行无偏估计。实例分析结果表明：该方法能够在兼顾参数之间耦合关系的基础上,得到高效工况下对应的各基准值样本点,并建立相应的基准值模型。     

大型机组乏汽余热利用的热电联产供热系统全工况优化

利用电厂乏汽余热构建新型热源方式,是实现火电节能和城市清洁供热的重点方向。为了同时回收多台机组全部的乏汽余热,一种新型多热源梯级供热系统,已应用于国内多座空冷电厂。文中针对该系统的全工况优化开展深入研究:以2×300MW直接空冷机组为原型建立系统供热特性计算模型,引入"供热等效电"作为新型热电联产供热系统的综合能效评价指标;结合热网参数和系统供热量构成的变化规律,以进一步发掘系统节能潜力为目标,提出机组背压调整的优化运行方法。经分析表明在不同设计工况下,采用优化背压运行均可以一定程度降低系统供热等效电Weq.s及单位供热量总成本ct,系统综合能效与经济性得到改善。成果用于指导大型机组乏汽余热利用系统优化运行。     

自动发电控制优先的厂级多机组供热经济优化调度研究

面向厂级多个供电改造供热机组以及多个供热用户,提出实现自动发电控制（AGC）优先的厂级多机组供热经济优化调度。首先基于机组的能耗模型和保证AGC优先的供热抽汽约束条件建立供热经济调度优化目标函数,然后在机组供热抽汽可行解区间内采用改进粒子群算法对目标函数进行优化求解,最后以实际电厂运行结果为例进行验证。研究结果表明,所提出的优化调度方案比电厂实际运行方案平均发电煤耗率和平均供电煤耗率更低,可在实现电负荷优先的同时保证供热的节能、高效和最优。     

宽负荷下供热机组煤耗实时寻优分析EI北大核心CSCD

燃煤机组宽负荷清洁高效运行是平稳达成“双碳”目标的关键支撑技术之一。当前,机组运行煤耗仍具较大优化空间,但各变量的优化调整尚依赖于经验,缺乏理论性。首先,该文构建基于反平衡方法的350MW供热机组供电煤耗实时计算模型,同时提出基于该模型的Sodol敏感性分析法以获取机组各重要可控参数的敏感性系数。其次,采用R检测法实时筛选机组稳态数据,并通过三维边界(供热比、负荷、环境温度)约束方式给出机组运行工况划分方式。进一步,采取主要目标法构建以煤耗为主要目标的供热机组多元寻优模型,从而获得机组各工况的历史可达最优煤耗点。最后,计算一台350MW供热机组实时运行数据与模型寻优结果的偏差,并以“碳减排量”作为评价指标,量化该机组低碳运行的碳经济性,验证了该模型实际应用的可靠性。     

机组在线运行优化系统及实时目标工况的确定

介绍了机组在线运行优化系统的体系结构、数据流程和功能模块,提出了机组运行目标工况的定义和实现方案。采用基于趋势提取的检测方法对机组历史运行工况数据库进行稳态判定,将运行不可控因素作为约束条件运用K-均值法将机组稳定运行工况聚类到不同的工况簇中,以机组供电煤耗作为评价基准对各工况簇中的工况进行寻优,将各工况簇中的运行最优工况组合起来作为训练样本,建立起机组运行目标工况的神经网络模型,在进行实例验证后对模型进行分析讨论。实际应用表明,模型能够及时跟踪机组的运行特性变化,实时确定机组目标工况,对于提高机组经济运行水平具有现实意义。