一种火电机组主蒸汽流量软测量方法、系统、设备及介质与流程

技术特征：
1.一种火电机组主蒸汽流量软测量方法，其特征在于，包括以下步骤：获取待主蒸汽流量测量的汽轮机高压缸范围内预设蒸汽参数的实时测量值；其中，所述预设蒸汽参数包括主蒸汽压力、各调节阀后蒸汽压力、调节级后蒸汽压力、各抽汽口蒸汽压力和温度、高压缸排汽压力和温度；将所述预设蒸汽参数的实时测量值输入预训练好的主蒸汽流量软测量模型中，通过所述主蒸汽流量软测量模型输出主蒸汽流量预测值；所述预训练好的主蒸汽流量软测量模型的获取步骤包括：获取训练样本集；所述训练样本集中的每个训练样本均包括输入变量的样本值和输出变量的样本值，所述输入变量的样本值为预设蒸汽参数的样本值，所述输出变量的样本值为与输入变量的样本值所对应的主蒸汽流量目标值，目标值通过主蒸汽上游给水系统的热量和流量平衡计算得到；选取主蒸汽流量软测量模型的具体类型；其中，模型满足2个基本条件：1)输入为多维连续变量，输出为一维连续变量；2)非线性回归模型；基于所选主蒸汽流量软测量模型的具体类型，通过训练样本集中的样本数据拟合输入变量和输出变量的非线性关系，达到预设收敛条件后，获得所述预训练好的主蒸汽流量软测量模型。2.根据权利要求1所述的一种火电机组主蒸汽流量软测量方法，其特征在于，所述训练样本集中，每个训练样本的获取步骤包括：基于历史数据获取初始采样点集合；基于所述初始采样点集合，筛选出满足预设条件的稳态工况下的采样点，获得筛选后的采样点集合；将筛选后的采样点集合中，每个采样点的主蒸汽压力、各调节阀后蒸汽压力、调节级后蒸汽压力、各抽汽口蒸汽压力和温度以及高压缸排汽压力和温度的值作为输入变量的样本值；基于每个采样点中的除氧器进出水压力和温度、进汽压力和温度、进水流量，高压加热器进出水压力和温度、进汽压力和温度、疏水温度，给水泵出口去过热器的减温水流量，给水泵中间抽头去再热器的减温水流量以及锅炉连续排污流量的值，进行高压加热器和除氧器的联合热平衡计算，获得每个采样点对应的主蒸汽流量目标值，作为输出变量的样本值；每个采样点的输入变量的样本值和输出变量的样本值组成一个独立的训练样本。3.根据权利要求2所述的一种火电机组主蒸汽流量软测量方法，其特征在于，所述基于所述初始采样点集合，筛选出满足预设条件的稳态工况下的采样点，获得筛选后的采样点集合中，在筛选出满足预设条件的稳态工况下的采样点之后，还包括：对每个满足预设条件的稳态工况下的采样点，计算汽轮机一抽至二抽区段的特征通流面积；通过基于断层区间识别的方法检测异常点，剔除异常点对应的采样点，获得筛选后的采样点集合；其中，所述通过基于断层区间识别的方法检测异常点的步骤包括：设置用于断层判别的区间长度l；计算特征通流面积f
ν
数据集的最大值f
νmax
和最小值f
νmin
；将总区间[f
νmin
，f
νmax
]以设置
的区间长度l划分为n
sub
个子区间，循环f
ν
数据集，当满足r
min
≤f
v
＜r
max
时，将数据放置于该子区间，r
max
和r
min
分别代表该子区间的上、下限；将没有f
ν
数据的子区间设置为断层区间；计算每两个相邻断层区间所包围的子区间所含f
ν
数据量的总和，数据量总和最大的区块予以保留，其余数据均判定为异常点。4.根据权利要求3所述的一种火电机组主蒸汽流量软测量方法，其特征在于，所述汽轮机一抽至二抽区段的特征通流面积f
ν
的计算表达式为，式中，ε为预设的漏汽系数，ν0为一抽蒸汽比容，p0为一抽蒸汽压力，π为二抽蒸汽压力与一抽蒸汽压力的比值，g0为主蒸汽流量，g
c1
为第一级抽汽流量，g
c1
通过高压加热器和除氧器的热量和流量平衡计算得到。5.根据权利要求2所述的一种火电机组主蒸汽流量软测量方法，其特征在于，所述基于所述初始采样点集合，筛选出满足预设条件的稳态工况下的采样点，获得筛选后的采样点集合中，所述满足预设条件的稳态工况的获取步骤包括：(1)令t
start
＝t0，t
end
＝t
start
t；式中，t
start
和t
end
分别为每次进行稳态筛选时的开始时刻和结束时刻，t0为建模所用历史数据的初始时刻，t为预设的最短稳态时间长度；(2)在t
start
～t
end
区间内，分别计算调节级后压力采样数据的标准差σ
p
、均值n
p
和除氧器进水流量采样数据的标准差σ
f
、均值n
f
，当且时，将t
start
～t
end
区间标记为该汽轮机热力系统运行的稳态区间；式中，为预设的调节级压力稳态判断阈值，为预设的除氧器进水流量稳态判断阈值；(3)令t
start
＝t
start
τ，t
end
＝t
start
t，如果t
end
≤t1，跳转执行步骤(2)，如果t
end
>t1，跳转执行步骤(4)；式中，τ为预设的数据采样间隔，t1为建模所用历史数据的结束时刻，τ与t满足t＝m
·
τ，m为正整数；(4)在已筛选出的稳态区间中，若多个稳态区间相互重叠，则将其合并为一个单独的稳态区间，直到所有的稳态区间都完全独立为止；(5)对每一个合并后的独立稳态区间，重新计算调节级后压力采样数据的标准差σ
p
'、均值n
p
'和除氧器进水流量采样数据的标准差σ
f
'、均值n
f
'，当或时，取消该区间的稳态标记，最终仍具有稳态标记的独立区间集合即为筛选得到的稳态工况。6.根据权利要求2所述的一种火电机组主蒸汽流量软测量方法，其特征在于，所述基于每个采样点中的除氧器进出水压力和温度、进汽压力和温度、进水流量，高压加热器进出水压力和温度、进汽压力和温度、疏水温度，给水泵出口去过热器的减温水流量，给水泵中间抽头去再热器的减温水流量以及锅炉连续排污流量的值，进行高压加热器和除氧器的联合热平衡计算，获得每个采样点对应的主蒸汽流量目标值的步骤包括：对每个高压加热器，建立热量平衡公式f
fw
×
(h
fo-h
fi
)＝f
c
×
(h
c-h
do
) f
di
×
(h
di-h
do
)；式中，f
fw
为高压加热器进水流量，h
fo
为加热器出水焓，h
fi
为加热器进水焓，f
c
为加热器进汽流量，h
c
为加热器进汽焓，h
do
为加热器疏水焓，f
di
为由前一级加热器进入本级加热器的疏水流
量，h
di
为前一级加热器疏水进入本级加热器时的焓；对除氧器，建立热量平衡公式f
m
×
h
fo
＝f
c
×
h
c
f
di
×
h
di
f
cw
×
h
fi
，以及流量平衡公式f
m
＝f
c
f
di
f
cw
；式中，f
m
为除氧器出水流量，f
cw
为进入除氧器的凝结水流量；给水与减温水流量平衡公式f
fw
＝f
m-f
sh-f
rh
；式中，f
sh
为从给水泵出口去过热器的减温水流量，f
rh
为从给水泵中间抽头去再热器的减温水流量；最终的主蒸汽流量g0＝f
fw-f
bd
f
sh
；式中，f
bd
为连续排污流量。7.根据权利要求1所述的一种火电机组主蒸汽流量软测量方法，其特征在于，所述主蒸汽流量软测量模型的具体类型是bp神经网络模型、支持向量机模型和随机森林模型中的一种或多种子模型的组合模型；所述主蒸汽流量软测量模型为多个子模型的组合模型时，模型的组合方式为：各子模型的权重与子模型的预测均方根误差rmse成反比，表达式为，式中，a为组合模型的预测值，a
i
为第i个子模型的预测值，n为子模型个数，rmse
i
为第i个子模型的预测均方根误差。8.一种火电机组主蒸汽流量软测量系统，其特征在于，包括：数据获取模块，用于获取待主蒸汽流量测量的汽轮机高压缸范围内预设蒸汽参数的实时测量值；其中，所述预设蒸汽参数包括主蒸汽压力、各调节阀后蒸汽压力、调节级后蒸汽压力、各抽汽口蒸汽压力和温度、高压缸排汽压力和温度；结果获取模块，用于将所述预设蒸汽参数的实时测量值输入预训练好的主蒸汽流量软测量模型中，通过所述主蒸汽流量软测量模型输出主蒸汽流量预测值；所述预训练好的主蒸汽流量软测量模型中的每个的获取步骤包括：获取训练样本集；所述训练样本集中的每个训练样本均包括输入变量的样本值和输出变量的样本值，所述输入变量的样本值为预设蒸汽参数的样本值，所述输出变量的样本值为与输入变量的样本值所对应的主蒸汽流量目标值，目标值通过主蒸汽上游给水系统的热量和流量平衡计算得到；选取主蒸汽流量软测量模型的具体类型；其中，模型满足2个基本条件：1)输入为多维连续变量，输出为一维连续变量；2)非线性回归模型；基于所选主蒸汽流量软测量模型的具体类型，通过训练样本集中的样本数据拟合输入变量和输出变量的非线性关系，达到预设收敛条件后，获得所述预训练好的主蒸汽流量软测量模型。9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至7中任一项所述的火电机组主蒸汽流量软测量方法。10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的火电机组主蒸汽流量软测量方法。

技术总结
本发明公开了一种火电机组主蒸汽流量软测量方法、系统、设备及介质，所述方法包括以下步骤：获取待主蒸汽流量测量的汽轮机高压缸范围内预设蒸汽参数的实时测量值；将所述预设蒸汽参数的实时测量值输入预训练好的主蒸汽流量软测量模型中，通过所述主蒸汽流量软测量模型输出火电机组主蒸汽流量预测值。本发明以稳态工况下对上游的给水系统通过热量和流量平衡计算获取的主蒸汽流量作为软测量模型的目标值，将模型输入参数完全限制在下游的高压缸范围内，借助高压缸内蒸汽的高流速带来的参数零迟滞性，使得以稳态工况下的数据训练出的软测量模型可以直接扩展至非稳态工况下进行应用。用。用。


技术研发人员：徐红伟 李崇晟 孙玺 高旭 杜军 吴智群 王博 马晨曦
受保护的技术使用者：西安西热电站信息技术有限公司
技术研发日：2022.05.23
技术公布日：2022/9/6