一種確定火電機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及軟測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種確定火電機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)的方法 及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 火力發(fā)電是利用煤、石油、天然氣等固體、液體、氣體燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能，通過 火電機(jī)組轉(zhuǎn)換成電能的一種發(fā)電方式。受到火電機(jī)組負(fù)荷以及燃料成分變化等多種因素的 影響，火電機(jī)組的運行狀態(tài)是不斷變化的，一般分為負(fù)荷穩(wěn)態(tài)和負(fù)荷非穩(wěn)態(tài)兩個狀態(tài)。負(fù)荷 非穩(wěn)態(tài)包括負(fù)荷量過大和負(fù)荷量過小，不論負(fù)荷量大或小，都會引起發(fā)電機(jī)不可逆轉(zhuǎn)的危 害，從而對火力發(fā)電生產(chǎn)造成直接的影響。
[0003] 現(xiàn)有的對火力發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定狀態(tài)的監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析往往是以火電機(jī)組運行的各 種狀態(tài)下的歷史數(shù)據(jù)記錄為基礎(chǔ)，這些歷史數(shù)據(jù)雖然可以在一定程度上反應(yīng)火電機(jī)組的運 行情況，電站負(fù)荷穩(wěn)定運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)才是其實際特性的真實表征但是歷史記錄數(shù)據(jù)中并 不是所有的數(shù)據(jù)都能反映出火電機(jī)組的負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)，因此以各種狀態(tài)下的歷史記錄數(shù)據(jù) 無法準(zhǔn)確的確定火電機(jī)組的負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實施例中提供了一種確定火電機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)的方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn) 有技術(shù)中的火電發(fā)電機(jī)組無法準(zhǔn)確的確定火電機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)的問題。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例公開了如下技術(shù)方案：
[0006] -種確定火電機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)的方法，所述方法包括：
[0007] 獲取火電機(jī)組的負(fù)荷數(shù)據(jù)；
[0008] 將所述負(fù)荷數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫；
[0009] 根據(jù)所述負(fù)荷數(shù)據(jù)計算獲得所述負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；
[0010]統(tǒng)計所述負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差，獲得區(qū)分負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)與負(fù)荷非穩(wěn)定狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)差 閾值，確定火電機(jī)組的負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)。
[0011]優(yōu)選地，所述獲取火電機(jī)組的負(fù)荷數(shù)據(jù)，包括：
[0012] 讀取歷史數(shù)據(jù)庫中以單位時間為間隔的連續(xù)負(fù)荷數(shù)據(jù)，作為計算最大負(fù)荷升降率 的總樣本；
[0013] 提取出火電機(jī)組穩(wěn)態(tài)狀態(tài)的負(fù)荷數(shù)據(jù)，作為火電機(jī)組的負(fù)荷數(shù)據(jù)。
[0014] 優(yōu)選地，所述統(tǒng)計所述負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差，包括：
[0015] 設(shè)定一定長度的滑動形式窗口；
[0016] 計算窗口內(nèi)負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差。
[0017] 優(yōu)選地，所述獲得區(qū)分負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)與負(fù)荷非穩(wěn)定狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)差閾值，包括：
[0018] 選取一定數(shù)量以單位時間為間隔的連續(xù)負(fù)荷數(shù)據(jù)，計算所述連續(xù)負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn) 差，多個標(biāo)準(zhǔn)差構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)差向量，記錄其最大值和最小值；
[0019] 將所述最大值和最小值之間的區(qū)間分成多個小的區(qū)間；
[0020] 計算每個小區(qū)間的長度和取值范圍；
[0021 ]獲得各個小區(qū)間上標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)目的直方圖；
[0022] 根據(jù)獲取的直方圖中的分布情況，將第一個標(biāo)準(zhǔn)差小于一個特定值的區(qū)間的左邊 界設(shè)定為區(qū)分火電機(jī)組負(fù)荷未定狀態(tài)和非穩(wěn)定狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)差閾值。
[0023] 優(yōu)選地，所述確定火電機(jī)組的負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)，包括：
[0024] 根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)差閾值，獲取火電機(jī)組負(fù)荷非穩(wěn)定狀態(tài)過程的開始與結(jié)束時刻；
[0025] 將火電機(jī)組負(fù)荷非穩(wěn)定態(tài)過程的時刻除去，即為火電機(jī)組負(fù)荷的穩(wěn)定狀態(tài)時刻； [0026]確定火電機(jī)組的負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)。
[0027] -種確定火電機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
[0028] 獲取模塊，用于獲取火電機(jī)組的負(fù)荷數(shù)據(jù)；
[0029] 存儲模塊，用于存儲所述負(fù)荷數(shù)據(jù)；
[0030] 處理模塊，用于處理所述負(fù)荷數(shù)據(jù)計算獲得所述負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；
[0031] 統(tǒng)計確定模塊，用于統(tǒng)計所述負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差，獲得區(qū)分負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)與負(fù)荷 非穩(wěn)定狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)差閾值，確定火電機(jī)組的負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)。
[0032] 優(yōu)選地，所述獲取模塊，包括：
[0033] 讀取單元，用于讀取歷史數(shù)據(jù)庫中以單位時間為間隔的連續(xù)負(fù)荷數(shù)據(jù)，作為計算 最大負(fù)荷升降率的總樣本；
[0034] 提取單元，用于提取出火電機(jī)組穩(wěn)態(tài)狀態(tài)的負(fù)荷數(shù)據(jù)，作為火電機(jī)組的負(fù)荷數(shù)據(jù)。 [0035]優(yōu)選地，所述處理模塊包括：
[0036] 設(shè)定單元，用于設(shè)定一定長度的滑動形式窗口；
[0037] 計算單元，用于計算窗口內(nèi)負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差。
[0038]優(yōu)選地，所述統(tǒng)計確定模塊包括：
[0039] 統(tǒng)計單元，用于統(tǒng)計所述負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差，獲得區(qū)分負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)與負(fù)荷非穩(wěn) 定狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)差閾值；
[0040] 確定單元，用于確定火電機(jī)組的負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)。
[0041] 由以上技術(shù)方案可見，本發(fā)明實施例提供的一種確定火電機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)的方 法及系統(tǒng)，獲取火電機(jī)組的負(fù)荷數(shù)據(jù)，將所述負(fù)荷數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫，根據(jù)所述負(fù)荷數(shù)據(jù)計 算獲得所述負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差，統(tǒng)計所述負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差，獲得區(qū)分負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)與負(fù) 荷非穩(wěn)定狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)差閾值，確定火電機(jī)組的負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)。本發(fā)明通過統(tǒng)計的手段從歷 史記錄數(shù)據(jù)中進(jìn)行區(qū)分篩選，最終區(qū)分出火電機(jī)組歷史負(fù)荷的穩(wěn)定狀態(tài)和非穩(wěn)態(tài)狀態(tài)，確 定出火電機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)的起止時刻，為進(jìn)一步發(fā)掘電站機(jī)組運行特性提供了基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0042] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而 言，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0043] 圖1為本發(fā)明實施例提供的一種確定火電機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)的方法的流程示意 圖；
[0044] 圖2為本發(fā)明實施例提供的各個小區(qū)間中標(biāo)準(zhǔn)差個數(shù)的直方圖；
[0045] 圖3為本發(fā)明實施例提供的一種確定火電機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0046] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，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?；诒景l(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，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù) 的范圍。
[0047] 參見圖1，為本發(fā)明實施例提供的一種確定火電機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)的方法的流程 示意圖，所述方法包括：
[0048] S101，獲取火電機(jī)組的負(fù)荷數(shù)據(jù)；
[0049]讀取歷史數(shù)據(jù)庫中以單位時間為間隔的連續(xù)負(fù)荷數(shù)據(jù)，作為計算最大負(fù)荷升降率 的總樣本;提取出火電機(jī)組穩(wěn)態(tài)狀態(tài)的負(fù)荷數(shù)據(jù)，作為火電機(jī)組的負(fù)荷數(shù)據(jù)。
[0050] 具體地，首先讀取電站集散控制系統(tǒng)DCS(Distributed Control System，分布式 控制系統(tǒng)）歷史數(shù)據(jù)庫中以單位時間為間隔的連續(xù)火電機(jī)組負(fù)荷數(shù)據(jù)，作為計算最大負(fù)荷 升降率的總樣本，將所述火電機(jī)組的負(fù)荷數(shù)據(jù)數(shù)組化處理，所述火電機(jī)組的負(fù)荷數(shù)據(jù)所組 成的數(shù)組即為A。
[0051 ] S102，將所述負(fù)荷數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫；
[0052]將步驟S101中對火電機(jī)組歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后的獲得的數(shù)組存儲到數(shù)據(jù)庫 中。
[0053] S103,根據(jù)所述負(fù)荷數(shù)據(jù)計算獲得所述負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；
[0054]設(shè)定一定長度的滑動形式窗口，計算窗口內(nèi)火電機(jī)組負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差。
[0055] 具體地，設(shè)定窗口長度為N，采用滑動窗口的形式，計算窗口內(nèi)負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差 s，所述窗口長度N為選取的用于計算負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差s的一組連續(xù)負(fù)荷數(shù)據(jù)的個數(shù)，其中 窗口內(nèi)負(fù)荷數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差s的計算公式為：
[0056]
[0057] 其中，N為窗口內(nèi)火電機(jī)組負(fù)荷數(shù)據(jù)的個數(shù)，xi為窗口內(nèi)N個火電機(jī)組負(fù)荷數(shù)據(jù)的 數(shù)值，?為窗口內(nèi)N個火電機(jī)組負(fù)荷數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。
[0058] 窗口內(nèi)火電機(jī)組負(fù)荷數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差s反應(yīng)了窗口內(nèi)樣本變量的分散程度。s小，表明 窗口內(nèi)火電機(jī)組負(fù)荷數(shù)據(jù)的分布比較密集在平均數(shù)附近，否則，表明窗口內(nèi)火電機(jī)組負(fù)荷 數(shù)據(jù)的分布比較離散。
[0059] S104,統(tǒng)計所述負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差，獲得區(qū)分負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)與負(fù)荷非穩(wěn)定狀態(tài)的 標(biāo)準(zhǔn)差閾值，確定火電機(jī)組的負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)。
[0060] 選取一定數(shù)量以單位時間為間隔的連續(xù)負(fù)荷數(shù)據(jù)，計算所述連續(xù)負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn) 差，多個標(biāo)準(zhǔn)差構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)差向量，記錄其最大值和最小值，將所述最大值和最小值之間的區(qū) 間分成多個小的區(qū)間，計算每個小區(qū)間的長度和取值范圍，獲得各個小區(qū)間上標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)目 的直方圖，根據(jù)獲取的直方圖中的分布情況，將第一個標(biāo)準(zhǔn)差小于一個特定值的區(qū)間的左 邊界設(shè)定為區(qū)分火電機(jī)組負(fù)荷未定狀態(tài)和非穩(wěn)定狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)差閾值;根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)差閾 值，獲取火電機(jī)組負(fù)荷非穩(wěn)定狀態(tài)過程的開始與結(jié)束時刻，將火電機(jī)組負(fù)荷非穩(wěn)定態(tài)過程 的時刻除去，即為火電機(jī)組負(fù)荷的穩(wěn)定狀態(tài)時刻，確定火電機(jī)組的負(fù)荷穩(wěn)定狀態(tài)。
[0061 ]如果選取一定數(shù)量Μ個，Μ可取1000左右的以單位時間為間隔的連續(xù)負(fù)荷數(shù)據(jù)，設(shè) 定窗口長度為Ν，采用滑動窗口的形式，計算窗口內(nèi)負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差s，這樣共可得到Μ-Ν+ 1個標(biāo)準(zhǔn)差。這Μ_Ν+1個標(biāo)準(zhǔn)差構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)差向量S，其中，最大值記為Smax，最小值記為Smin。
[0062] 其中標(biāo)準(zhǔn)差區(qū)間（Smax，Smin)等分為m個小區(qū)間，可取W ^，其中m為整數(shù)。 10
[0063] 計算每個小區(qū)間的長度d;
[0064]
[0065] 計算每個小區(qū)間的取值范圍；
[0066] Li= (Smin+(i-l) · d,Smin+i · d) i = l
[0067] 利用MATLAB中的hist函數(shù)獲得標(biāo)準(zhǔn)差分布在各個小區(qū)間的數(shù)目，并繪出各個小區(qū) 間上標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)目的直方圖；
[0068] [n,xout] = hist(S,m)；
[0069] bar(xout,η)；
[0070] 其中，η為各個小區(qū)間的標(biāo)準(zhǔn)差個數(shù);xout為各個小區(qū)間的中心點數(shù)值，圖2中橫坐 標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)差，縱坐標(biāo)代表個數(shù)。
[0071 ]確定區(qū)分負(fù)荷穩(wěn)態(tài)過程與非穩(wěn)態(tài)過程標(biāo)準(zhǔn)差的閾值；
[0072] 由于負(fù)荷絕大部分時間處于穩(wěn)態(tài)過程，而處于穩(wěn)態(tài)過程中的數(shù)據(jù)所求得的標(biāo)準(zhǔn)差 較小，所以前幾個區(qū)間中標(biāo)準(zhǔn)差的個數(shù)占總數(shù)的絕大部分。因此將第一個標(biāo)準(zhǔn)差個數(shù)小于 的區(qū)間的左邊界設(shè)定為區(qū)分穩(wěn)態(tài)過程和非穩(wěn)態(tài)過程標(biāo)準(zhǔn)差的閾值。設(shè)第i個區(qū)間 2m 符合上述設(shè)定，則閾值θ可取為：
[0073] 9 = Smin+(i-l) · d
[0074] 例如:選取882個以單位時間為間隔的連續(xù)負(fù)荷數(shù)據(jù)，設(shè)定窗口長度為10,采用滑 動窗口的形式，計算窗口內(nèi)負(fù)荷數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差s，共得到873