一種火電設(shè)備性能逐步回歸評測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種火電設(shè)備性能逐步回歸評測方法，用于解決不同工況條件下的設(shè)備難以建立最優(yōu)化回歸方程，自動獲取設(shè)備性能最佳值，以及定量獲取各影響條件對設(shè)備性能影響程度的問題。本發(fā)明利用火電廠實時/歷史數(shù)據(jù)，通過多元逐步回歸分析建模方法，建立了反映設(shè)備性能參數(shù)與影響條件的最優(yōu)化預(yù)測模型，得到各工況條件下設(shè)備應(yīng)達(dá)到的最佳性能值，以及各耦合關(guān)系不明確的相關(guān)參數(shù)對設(shè)備性能的獨立影響程度。本發(fā)明的實現(xiàn)軟件可嵌入到火電機(jī)組現(xiàn)有SIS系統(tǒng)中而無需增加硬件和成本，即可達(dá)到指導(dǎo)火電設(shè)備性能自動尋優(yōu)，優(yōu)化生產(chǎn)運行的目的。
【專利說明】一種火電設(shè)備性能逐步回歸評測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于火電設(shè)備建模分析評測領(lǐng)域，具體是一種火電設(shè)備性能逐步回歸評測方法，其利用機(jī)組穩(wěn)定運行的數(shù)據(jù)，通過多元逐步回歸分析方法建立設(shè)備最優(yōu)化模型，自動獲取最優(yōu)值，該模型可用于指導(dǎo)機(jī)組生產(chǎn)運行。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著火電機(jī)組監(jiān)視控制技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多企業(yè)不再滿足單純的“保安全”控制體系，而是更多的希望能實現(xiàn)機(jī)組設(shè)備性能的自動尋優(yōu)，進(jìn)而指導(dǎo)生產(chǎn)運行，以確保機(jī)組各設(shè)備性能時刻處于最優(yōu)狀態(tài)。
[0003]在火電機(jī)組中，往往存在工況變化極其頻繁，影響設(shè)備性能的參數(shù)眾多，獨立性不明確，以及各影響參數(shù)獨立的對設(shè)備性能影響程度不明確等問題。也正是由于這些問題的存在，使得判斷機(jī)組性能狀況一直存在諸多問題，如選取影響參數(shù)過多，勢必導(dǎo)致工況劃分條件異常苛刻，工況重復(fù)性小，無實際意義；如選取影響參數(shù)過少，盡管工況重復(fù)性好，但由于模型不完善，使得尋優(yōu)結(jié)果無意義。據(jù)此，確定各影響條件對性能的無量綱化獨立影響程度是合理取舍影響條件的關(guān)鍵，而影響參數(shù)的選取則是建立設(shè)備最優(yōu)化性能模型的基礎(chǔ)。
[0004]本發(fā)明根據(jù)多元逐步回歸分析建模方法，確定了無量綱化的各影響條件對設(shè)備性能的獨立影響程度，完成了設(shè)備性能的最優(yōu)化工況建模，得到了設(shè)備在各工況條件下的性能最優(yōu)值，該結(jié)果可用于指導(dǎo)火電機(jī)組實際生產(chǎn)運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種火電設(shè)備性能逐步回歸評測方法，該方法解決了機(jī)組在不同工況條件下，自動建立設(shè)備性能尋優(yōu)模型的問題，以經(jīng)穩(wěn)定工況判斷的實時/歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用多元逐步回歸分析方法，以性能指標(biāo)為因變量，以影響條件為自變量，建立起多元最優(yōu)值預(yù)測模型，獲取設(shè)備各工況下的性能指標(biāo)最優(yōu)值，可用于指導(dǎo)實際生產(chǎn)運行，確定機(jī)組性能最佳；并利用標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)來確定無量綱化的各影響條件對設(shè)備性能的獨立影響程度。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種火電設(shè)備性能逐步回歸評測方法，具體步驟為:
(1)確定納入火電機(jī)組各設(shè)備的參數(shù)，并將最能反應(yīng)各設(shè)備性能高低的參數(shù)定義為性能參數(shù)，用y表示，其余參數(shù)則認(rèn)為是關(guān)聯(lián)參數(shù)，用Xi表示；選取機(jī)組處于正常運行期間的一定時間段的數(shù)據(jù)組進(jìn)行分析；
(2)穩(wěn)定工況篩選模塊:納入火電機(jī)組各設(shè)備模塊的所有參數(shù)都要先輸送到穩(wěn)定工況篩選模塊；在穩(wěn)定工況篩選模塊中，當(dāng)機(jī)組的發(fā)電機(jī)有功功率、主蒸汽流量、主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、再熱器溫度、給水溫度的最大絕對或相對離均差滿足預(yù)設(shè)閥值時，則認(rèn)為此時機(jī)組是處于穩(wěn)定工況的，將符合穩(wěn)定工況篩選標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入正態(tài)分布模塊；
(3)正態(tài)分布模塊:分別將數(shù)據(jù)進(jìn)行線性、對數(shù)、冪次方變換，并用擬合經(jīng)驗法對其P值進(jìn)行檢驗，將P值最大的變換值引入多元逐步回歸分析模塊，并定義性能參數(shù)y的變換值為Y，關(guān)聯(lián)參數(shù)Xi的變換值為Xi ；
(4)多元逐步回歸分析模塊:將符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)引入該模塊，第一次計算相關(guān)系數(shù)矩陣R°;設(shè)定顯著性水平a，則引入?yún)?shù)的F檢驗值應(yīng)大于Fa (k，n-k-1)，剔除參數(shù)的F檢驗值應(yīng)小于Fa (k-1, n-k)，其中n是觀測數(shù)據(jù)組數(shù)，k是估計的可能入選影響條件個數(shù)；
(5)首先分別計算各自變量對因變量的貢獻(xiàn)系數(shù)Piw，其中，上標(biāo)(m)表示第m輪計算，下標(biāo)i表示是第i個自變量對因變量的貢獻(xiàn)程度；其次，找出最大貢獻(xiàn)系數(shù)？__產(chǎn))，其中，下標(biāo)max-1表示本輪中最大的貢獻(xiàn)系數(shù)，并進(jìn)行F檢驗，如大于引用閥值，則將該參數(shù)引入到回歸方程；再次，找出最小貢獻(xiàn)系數(shù)其中，下標(biāo)min-1表示本輪中最小的貢獻(xiàn)系數(shù)，并進(jìn)行F檢驗，如小于剔除閥值，則將該參數(shù)從回歸方程中剔除；
(6)將上一步引入的自變量作為主元，采用相關(guān)系數(shù)矩陣變換公式，圍繞主元對該矩陣進(jìn)行變換，得到相關(guān)系數(shù)矩陣R1，重復(fù)步驟(5)過程，直至無新的變量引入到回歸方程或從回歸方程中剔除；
(7)根據(jù)步驟(4)的數(shù)據(jù)，建立協(xié)方差矩陣，并根據(jù)步驟(6)最后獲得的相關(guān)系數(shù)矩陣Rmd，其中，上標(biāo)end表示最后一次計算的相關(guān)系數(shù)矩陣，獲得標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)，建立了多元逐步回歸分析模型；
(8)對步驟(7)獲得的多元逐步回歸分析模型進(jìn)行顯著性檢驗，如通過檢驗，則證明多元逐步回歸分析模型效果良好，進(jìn)而建立了火電設(shè)備最優(yōu)化回歸方程，獲取機(jī)組設(shè)備在各工況條件下的性能最優(yōu)值，標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)則表征了各自變量對因變量的無量綱化獨立影響程度；如未通過檢驗，則從步驟(4)開始進(jìn)行重構(gòu)模型。
[0007]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:步驟(1)所述Xi中的i為I~20。
[0008]作為本發(fā)明進(jìn)一步 的方案:步驟(4)設(shè)定顯著性水平a=0.05。
[0009]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:步驟(5)中每次計算過程只能引入或剔除一個自變量。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
I)本發(fā)明針對火電機(jī)組影響設(shè)備性能條件眾多且互不獨立，影響程度不明確等問題，利用多元逐步回歸分析方法，逐一確定引入火電設(shè)備性能尋優(yōu)模型中的影響條件，并給出各影響條件對設(shè)備性能的無量綱化標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)。
[0011]2)本發(fā)明實現(xiàn)了不同工況條件下的火電設(shè)備自動建立性能尋優(yōu)模型的功能，該尋優(yōu)結(jié)果可指導(dǎo)機(jī)組生產(chǎn)運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為火電設(shè)備性能逐步回歸評測方法的實現(xiàn)流程圖。
【具體實施方式】
[0013]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。[0014]請參閱圖1，本發(fā)明實施例中，一種火電設(shè)備性能逐步回歸評測方法，具體步驟為:
(1)確定納入火電機(jī)組各設(shè)備的參數(shù)，并將最能反應(yīng)各設(shè)備性能高低的參數(shù)定義為性能參數(shù)，用y表示，其余參數(shù)則認(rèn)為是關(guān)聯(lián)參數(shù)，用Xi表示，其中i為I~20 ;選取機(jī)組處于正常運行期間的一定時間段的數(shù)據(jù)組進(jìn)行分析；
(2)穩(wěn)定工況篩選模塊:納入火電機(jī)組各設(shè)備模塊的所有參數(shù)都要先輸送到穩(wěn)定工況篩選模塊；在穩(wěn)定工況篩選模塊中，當(dāng)機(jī)組的發(fā)電機(jī)有功功率、主蒸汽流量、主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、再熱器溫度、給水溫度的最大絕對或相對離均差滿足預(yù)設(shè)閥值時，則認(rèn)為此時機(jī)組是處于穩(wěn)定工況的，將符合穩(wěn)定工況篩選標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入正態(tài)分布模塊； (3)正態(tài)分布模塊:分別將數(shù)據(jù)進(jìn)行線性、對數(shù)、冪次方變換，并用擬合經(jīng)驗法對其P值進(jìn)行檢驗，將P值最大的變換值引入多元逐步回歸分析模塊，并定義性能參數(shù)y的變換值為Y，關(guān)聯(lián)參數(shù)Xi的變換值為Xi ；
(4)多元逐步回歸分析模塊:將符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)引入該模塊，第一次計算相關(guān)系數(shù)矩陣R° ;設(shè)定顯著性水平，一般最初可設(shè)顯著性水平a=0.05，則引入?yún)?shù)的F檢驗值應(yīng)大于Fa (k, n-k-1),剔除參數(shù)的F檢驗值應(yīng)小于Fa (k-1, n_k),其中n是觀測數(shù)據(jù)組數(shù)，k是估計的可能入選影響條件個數(shù)；
(5)首先分別計算各自變量對因變量的貢獻(xiàn)系數(shù)Piw，其中，上標(biāo)(m)表示第m輪計算，下標(biāo)i表示是第i個自變量對因變量的貢獻(xiàn)程度；其次，找出最大貢獻(xiàn)系數(shù)？__產(chǎn))，其中，下標(biāo)max-1表示本輪中最大的貢獻(xiàn)系數(shù)，并進(jìn)行F檢驗，如大于引用閥值，則將該參數(shù)引入到回歸方程；再次，找出最小貢獻(xiàn)系數(shù)其中，下標(biāo)min-1表示本輪中最小的貢獻(xiàn)系數(shù)，并進(jìn)行F檢驗，如小于剔除閥值，則將該參數(shù)從回歸方程中剔除；每次計算過程只能引入/剔除一個自變量；
(6)將上一步引入的自變量作為主元，采用相關(guān)系數(shù)矩陣變換公式，圍繞主元對該矩陣進(jìn)行變換，得到相關(guān)系數(shù)矩陣R1，重復(fù)步驟(5)過程，直至無新的變量引入到回歸方程或從回歸方程中剔除；
(7)根據(jù)步驟(4)的數(shù)據(jù)，建立協(xié)方差矩陣，并根據(jù)步驟(6)最后獲得的相關(guān)系數(shù)矩陣Rmd，其中，上標(biāo)end表示最后一次計算的相關(guān)系數(shù)矩陣，獲得標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)，建立了多元逐步回歸分析模型；
(8)對步驟(7)獲得的多元逐步回歸分析模型進(jìn)行顯著性檢驗，如通過檢驗，則證明多元逐步回歸分析模型效果良好，進(jìn)而建立了火電設(shè)備最優(yōu)化回歸方程，獲取機(jī)組設(shè)備在各工況條件下的性能最優(yōu)值；標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)則表征了各自變量對因變量的無量綱化獨立影響程度；如未通過檢驗，則從步驟(4)開始進(jìn)行重構(gòu)模型。
[0015]本發(fā)明是基于電廠現(xiàn)有SIS的二次開放，是基于Matlab、access數(shù)據(jù)庫軟件來實現(xiàn)開發(fā)的。數(shù)據(jù)提取和模型訓(xùn)練采用Matlab軟件編寫并形成.dll函數(shù)庫，并通過C++編寫的客戶端調(diào)用.dll函數(shù)庫進(jìn)行Access數(shù)據(jù)庫操作和運算結(jié)果顯示。
[0016]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0017]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種火電設(shè)備性能逐步回歸評測方法，其特征在于，具體步驟為: 確定納入火電機(jī)組各設(shè)備的參數(shù)，并將最能反應(yīng)各設(shè)備性能高低的參數(shù)定義為性能參數(shù)，用y表示，其余參數(shù)則認(rèn)為是關(guān)聯(lián)參數(shù)，用Xi表示；選取機(jī)組處于正常運行期間的一定時間段的數(shù)據(jù)組進(jìn)行分析； 穩(wěn)定工況篩選模塊:納入火電機(jī)組各設(shè)備模塊的所有參數(shù)都要先輸送到穩(wěn)定工況篩選模塊；在穩(wěn)定工況篩選模塊中，當(dāng)機(jī)組的發(fā)電機(jī)有功功率、主蒸汽流量、主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、再熱器溫度、給水溫度的最大絕對或相對離均差滿足預(yù)設(shè)閥值時，則認(rèn)為此時機(jī)組是處于穩(wěn)定工況的，將符合穩(wěn)定工況篩選標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入正態(tài)分布模塊； 正態(tài)分布模塊:分別將數(shù)據(jù)進(jìn)行線性、對數(shù)、冪次方變換，并用擬合經(jīng)驗法對其P值進(jìn)行檢驗，將P值最大的變換值引入多元逐步回歸分析模塊，并定義性能參數(shù)y的變換值為Y，關(guān)聯(lián)參數(shù)Xi的變換值為Xi ； 多元逐步回歸分析模塊:將符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)引入該模塊，第一次計算相關(guān)系數(shù)矩陣R°;設(shè)定顯著性水平a，則引入?yún)?shù)的F檢驗值應(yīng)大于Fa (k，n-k-1)，剔除參數(shù)的F檢驗值應(yīng)小于Fa (k-1，n-k)，其中n是觀測數(shù)據(jù)組數(shù)，k是估計的可能入選影響條件個數(shù)； 首先分別計算各自變量對因變量的貢獻(xiàn)系數(shù)Piw,其中，上標(biāo)(m)表示第m輪計算，下標(biāo)i表示是第i個自變量對因變量的貢獻(xiàn)程度；其次，找出最大貢獻(xiàn)系數(shù)？__嚴(yán)，其中，下標(biāo)max-1表示本輪中最大的貢獻(xiàn)系數(shù)，并進(jìn)行F檢驗，如大于引用閥值，則將該參數(shù)引入到回歸方程；再次，找出最小貢獻(xiàn)系數(shù)其中，下標(biāo)min-1表示本輪中最小的貢獻(xiàn)系數(shù)，并進(jìn)行F檢驗，如小于剔除閥值，則將該參數(shù)從回歸方程中剔除； 將上一步引入的自變量作為主元，采用相關(guān)系數(shù)矩陣變換公式，圍繞主元對該矩陣進(jìn)行變換，得到相關(guān)系數(shù)矩陣R1，重復(fù)步驟(5)過程，直至無新的變量引入到回歸方程或從回歸方程中剔除； 根據(jù)步驟(4)的數(shù)據(jù)，建立協(xié)方差矩陣，并根據(jù)步驟(6)最后獲得的相關(guān)系數(shù)矩陣Rmd，其中，上標(biāo)end表示最后一次計算的相關(guān)系數(shù)矩陣，獲得標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)，建立了多元逐步回歸分析模型； 對步驟(7)獲得的多元逐步回歸分析模型進(jìn)行顯著性檢驗，如通過檢驗，則證明多元逐步回歸分析模型效果良好，進(jìn)而建立了火電設(shè)備最優(yōu)化回歸方程，獲取機(jī)組設(shè)備在各工況條件下的性能最優(yōu)值，標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)則表征了各自變量對因變量的無量綱化獨立影響程度；如未通過檢驗，則從步驟(4)開始進(jìn)行重構(gòu)模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電設(shè)備性能逐步回歸評測方法，其特征在于，步驟(1)所述Xi中的i為1~20。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電設(shè)備性能逐步回歸評測方法，其特征在于，步驟(4)設(shè)定顯著性水平a=0.05。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電設(shè)備性能逐步回歸評測方法，其特征在于，步驟(5)中每次計算過程只能引入或剔除一個自變量。
【文檔編號】G06F19/00GK103761420SQ201310748979
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】曾偉勝, 唐斌, 胡蓉, 劉樂, 任資龍, 謝小鵬, 李庚強(qiáng), 向春波, 李志金, 李號彩 申請人:湖南大唐先一科技有限公司