一种火电机组能效状态实时评价方法及系统与流程

本发明涉及发电机组性能评价，尤其涉及一种火电机组能效状态实时评价方法及系统。

背景技术：

1、火电机组是常见的发电方式之一，在能源领域发挥着重要作用，随着能耗双控、碳排放交易等政策不断深入，对火电机组节能降耗水平提出了更高要求，必须进一步提升火电机组能效水平，保障火电企业的经济效益和高质量发展，因此需要对于火电机组进行能效评估。

2、现有的火电机组能效评估方法中，有的通过计算获取在不同负荷下的煤耗率，并将其直接作为评价机组能效的指标；有的通过试验方法，将在特定工况下获得的锅炉效率及汽轮机热效率作为能效水平衡量标准。实际上，火电机组的运行工况极为复杂，其能效水平受各类边界条件影响较大，仅以机组负荷作为边界条件，以及在特定工况下获得的能效指标很难准确表征火电机组在日常运行工况下的能效状态。

3、此外，在开展火电机组能效评估的过程中，评价基准值是影响评价结果的一个关键指标。有的学者直接将获得的能效指标最优值(或最小值)作为基准值，但该值有可能是机组处于非正常工况下的值，在正常运行时很难或者根本无法达到，导致评价结果失效；也有的学者利用机组的运行数据通过聚类分析将获得的聚类中心中能效指标最小值作为评价基准值，但如果机组日常运行时多处于非能效最优状态，则通过此方法获得的能效基准值已偏离实际最优值，影响对机组能效评价结果的准确性。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题就在于：如何更为客观的获取火电机组能效评价基准值。

2、针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种火电机组能效状态实时评价方法及系统，对火电机组能效评价基准值的获取更为客观，且能够实现对火电机组能效状态的实时评价。

3、为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

4、一种火电机组能效状态实时评价方法，包括以下步骤：

5、s101)实时获取火电机组的运行数据，通过稳态判据构建稳态运行数据库；

6、s102)对稳态运行数据库进行工况划分，计算各工况下的能效指标值，并根据能效指标值的平均距离滤除异常值，得到各工况的能效指标值数据集合；

7、s103)分别在各工况的能效指标值数据集合中选取一组最优能效指标值，分别从每组最优能效指标值中选取密度最大的能效指标值作为能效指标基准值，根据火电机组的当前运行数据判定当前工况并计算当前能效指标值，然后使用当前能效指标值修正当前工况的能效指标基准值；

8、s104)选取当前工况的最优能效指标值和最差能效指标值，使用所述最优能效指标值、最差能效指标值、当前能效指标值和能效指标基准值建立火电机组能效状态评价模型，对火电机组能效状态进行实时评价。

9、进一步的，步骤s101包括以下步骤：

10、s201)设定初始稳态判据时间跨度t，确定起始数据点；

11、s202)将起始数据点至其后t时间段内的运行数据构成数据集合；

12、s203)判断所述数据集合是否满足指定的变化范围且没有异常波动；

13、s204)若所述数据集合满足指定的变化范围且没有异常波动，则将所述数据集合的终点向后延迟至下一个运行数据，构成新的数据集合，执行步骤s205；若所述数据集合不满足指定的变化范围且没有异常波动，则将所述数据集合的终点数据作为起始数据点，执行步骤s202；

14、s205)判断新的数据集合是否满足指定的变化范围且没有异常，是则将新的数据集合的终点向后延迟至下一个运行数据，然后再次判断新的数据集合是否满足指定的变化范围且没有异常；否则执行步骤s206；

15、s206)将新的数据集合起始数据点至前一次终点的数据作为稳态数据进行存储，构建当前稳态运行数据库，执行步骤s102；同时将新的数据集合的终点数据作为新的起始数据点，执行步骤s202。

16、进一步的，满足指定的变化范围且没有异常波动的表达式如下：

17、

18、

19、其中，分别代表t时间段内参数xi的最大值和最小值，xi,e为参数xi的额定值；为参数xi在第k个采样时刻的值，t为采样时间间隔；xi为火电机组的运行数据中的第i种数据；δi为第i种数据的变化范围阈值，η为异常波动阈值。

20、进一步的，步骤s102包括以下步骤：

21、s301)根据火电机组的运行数据中的指定数据类型设置边界条件并划分对应的区间，得到工况矩阵；

22、s302)分别根据每个运行数据计算对应的能效指标值，对同一工况下的所有能效指标值，分别计算每个能效指标值与其余能效指标值的平均距离；

23、s303)将预设的第一门槛系数与当前稳态运行数据库每个工况下的运行数据数量相乘，得到对应的滤除数，按照平均距离从大到小的顺序，从同一工况下的所有能效指标值中滤除对应数量的能效指标值，将同一工况下的剩余能效指标值构成对应的能效指标值数据集合。

24、进一步的，步骤s103中，分别在各工况的能效指标值数据集合中选取一组最优能效指标值时，包括：将预设的第二门槛系数分别与每个能效指标值数据集合中的能效指标值数量相乘，得到对应的筛选数，按照能效指标值从优到差的顺序，分别从每个能效指标值数据集合中筛选对应数量的能效指标值。

25、进一步的，步骤s103中，分别从每组最优能效指标值中选取密度最大的能效指标值作为能效指标基准值之前，包括：分别计算同一组最优能效指标值中每个能效指标值的密度函数，表达式如下：

26、

27、其中，e(j)为一组最优的能效指标值中第j个能效指标值，e(d)为一组最优的能效指标值中第d个能效指标值，n为一组最优的能效指标值中能效指标值的总数。

28、进一步的，步骤s103中，使用当前能效指标值修正当前工况的能效指标基准值时，表达式如下：

29、el(k)＝el(k-1)+αsl(k)[e′l(k)-el(k-1)]

30、其中，α为学习系数，α∈(0,1)；为e′l(k)与el(k-1)之间的贴近度，el(k)、el(k-1)分别为第l个工况当前和上一次的能效指标基准值，e′l(k)为第l个工况对应的当前能效指标值。

31、进一步的，步骤s104中，选取当前工况的最优能效指标值和最差能效指标值之前，还包括：获取不同工况下的能效指标基准值，进行数据拟合得到各工况的能效指标基准值曲线。

32、进一步的，所述火电机组能效状态评价模型表达式如下：

33、

34、其中，emin和emax分别为最优能效指标值和最差的能效指标值，e0为能效指标基准值，e为当前能效指标值，δ为能效指标基准值e0对应的评价分值。

35、此外，本发明还提供一种火电机组能效状态实时评价系统，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行所述基于火电机组能效状态实时评价方法。

36、此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序用于被微处理器编程或配置以执行所述火电机组能效状态实时评价方法。

37、与现有技术相比，本发明的优点在于：

38、本发明利用火电机组在稳态工况下的运行数据计算能效指标，并依据各能效指标值的离散度滤除异常值，再利用滤除异常值后的能效指标值中一组最佳的数据进行数据分析，选取密度最大的能效指标值作为基准值，对火电机组能效评价基准值的获取更为客观。

39、本发明通过能效指标值来修正能效基准值，能够在机组运行过程中不断对基准值进行更新，进而实现对火电机组能效状态的实时评价，为火电机组节能运行及电网低碳调度提供依据。