一种天然气透平膨胀发电系统压力控制方法与流程

技术特征：
1.一种天然气透平膨胀发电系统压力控制方法，其特征在于，包括：获取预定时间段内多个预定时间点的高压端的压力值和低压端的压力值，所述多个预定时间点的天然气质量流量和所述多个预定时间点的透平发电机端的出力；将所述多个预定时间点的高压端的压力值和低压端的压力值分别按照时间维度排列为高压输入向量和低压输入向量后通过多尺度邻域特征提取模块以得到多尺度高压特征向量和多尺度低压特征向量；计算所述多尺度高压特征向量和所述多尺度低压特征向量之间的按位置差分以得到压差特征向量；将所述多个预定时间点的天然气质量流量和所述多个预定时间点的透平发电机端的出力分别按照时间维度排列为第一输入向量和第二输入向量后通过包含一维卷积层的时序编码器以得到质量流量特征向量和出力特征向量；计算所述压差特征向量的转置向量与所述质量流量特征向量之间的向量乘积以得到工作特征矩阵；计算所述出力特征向量相对于所述工作特征矩阵的转移向量；基于所述转移向量中所有位置的特征值的均值和方差，对所述转移向量中各个位置的特征值进行校正以得到校正后转移向量；将所述校正后转移向量通过通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示所述高压端的压力值应增大或应减小。2.根据权利要求1所述的天然气透平膨胀发电系统压力控制方法，其特征在于，所述将所述多个预定时间点的高压端的压力值和低压端的压力值分别按照时间维度排列为高压输入向量和低压输入向量后通过多尺度邻域特征提取模块以得到多尺度高压特征向量和多尺度低压特征向量，包括：使用所述多尺度邻域特征提取模块的第一卷积层以具有第一长度的一维卷积核对所述高压输入向量进行一维卷积编码以得到第一尺度高压特征向量；使用所述多尺度邻域特征提取模块的第二卷积层以具有第二长度的一维卷积核对所述高压输入向量进行一维卷积编码以得到第二尺度高压特征向量，其中，所述第一长度不同于所述第二长度；将所述第一尺度高压特征向量和所述第二尺度高压特征向量进行级联以得到所述多尺度高压特征向量。3.根据权利要求1所述的天然气透平膨胀发电系统压力控制方法，其特征在于，所述将所述多个预定时间点的高压端的压力值和低压端的压力值分别按照时间维度排列为高压输入向量和低压输入向量后通过多尺度邻域特征提取模块以得到多尺度高压特征向量和多尺度低压特征向量，包括：使用所述多尺度邻域特征提取模块的第一卷积层以具有第一长度的一维卷积核对所述低压输入向量进行一维卷积编码以得到第一尺度低压特征向量；使用所述多尺度邻域特征提取模块的第二卷积层以具有第二长度的一维卷积核对所述低压输入向量进行一维卷积编码以得到第二尺度低压特征向量，其中，所述第一长度不同于所述第二长度；将所述第一尺度低压特征向量和所述第二尺度低压特征向量进行级联以得到所述多
尺度低压特征向量。4.根据权利要求3所述的天然气透平膨胀发电系统压力控制方法，其特征在于，所述计算所述多尺度高压特征向量和所述多尺度低压特征向量之间的按位置差分以得到压差特征向量，包括：以如下公式计算所述多尺度高压特征向量和所述多尺度低压特征向量之间的按位置差分以得到压差特征向量；其中，所述公式：，其中，表示计算所述多尺度高压特征向量，表示所述多尺度低压特征向量，表示按位置作差，且表示所述压差特征向量。5.根据权利要求4所述的天然气透平膨胀发电系统压力控制方法，其特征在于，所述将所述多个预定时间点的天然气质量流量和所述多个预定时间点的透平发电机端的出力分别按照时间维度排列为第一输入向量和第二输入向量后通过包含一维卷积层的时序编码器以得到质量流量特征向量和出力特征向量，包括：分别将所述多个预定时间点的天然气质量流量和所述多个预定时间点的透平发电机端的出力按照时间维度排列为第一输入向量和第二输入向量；使用所述时序编码器的全连接层以如下公式对所述第一输入向量和所述第二输入向量进行全连接编码以提取出所述第一输入向量和所述第二输入向量中各个位置的特征值的高维隐含特征，其中，所述公式为：，其中x分别是所述第一输入向量和所述第二输入向量，y分别是第一输出向量和第二输出向量，w是权重矩阵，b是偏置向量，表示矩阵乘；使用时序编码器的一维卷积层以如下公式对所述第一输入向量和所述第二输入向量进行一维卷积编码以提取出所述第一输入向量和所述第二输入向量中各个位置的特征值间的关联的高维隐含关联特征，其中，所述公式为：其中，a为卷积核在x方向上的宽度、f为卷积核参数向量、g为与卷积核函数运算的局部向量矩阵，w为卷积核的尺寸。6.根据权利要求5所述的天然气透平膨胀发电系统压力控制方法，其特征在于，所述计算所述出力特征向量相对于所述工作特征矩阵的转移向量，包括：以如下公式计算所述出力特征向量相对于所述工作特征矩阵的转移向量；其中，所述公式为：，其中表示所述转移向量，表示所述工作特征矩阵，表示所述出力特征向量。7.根据权利要求6所述的天然气透平膨胀发电系统压力控制方法，其特征在于，所述基于所述转移向量中所有位置的特征值的均值和方差，对所述转移向量中各个位置的特征值进行校正以得到校正后转移向量，包括：基于所述转移向量中所有位置的特征值的均值和方差，以如下公式对所述转移向量中各个位置的特征值进行校正以得到所述校正后转移向量；其中，所述公式：
其中μ和σ是特征集合（v是所述转移向量）的均值和方差，l是所述转移向量的长度，且α为偏置控制超参数。8.根据权利要求7所述的天然气透平膨胀发电系统压力控制方法，其特征在于，所述将所述校正后转移向量通过通过分类器以得到分类结果，包括：使用所述分类器以如下公式对所述校正后转移向量进行处理以得到所述分类结果；其中，所述公式为：，其中，到为权重矩阵，到为偏置向量，x为所述校正后转移向量。

技术总结
本申请涉及膨胀发电技术领域，其具体地公开了一种天然气透平膨胀发电系统压力控制方法，其通过卷积神经网络模型分别对多个预定时间点的高压端的压力值和低压端的压力值、多个预定时间点的天然气质量流量和所多个预定时间点进行时序编码，并通过分类器进行解码以得到用于表示所述高压端的压力值应增大或应减小的分类结果，通过这样的方式，从而提高天然气透平膨胀发电系统压力控制的精准度，以降低因气体膨胀引起的热量交换损失，从而提高天然气透平膨胀发电系统的发电效能。气透平膨胀发电系统的发电效能。气透平膨胀发电系统的发电效能。


技术研发人员：朱琴君 俞峻 崔爽 刘珣 杨君
受保护的技术使用者：杭州市燃气集团有限公司
技术研发日：2022.10.17
技术公布日：2022/12/6