一种火力发电厂水处理流程稳态检测及运行工况判别方法
【专利摘要】本发明涉及一种火力发电厂水处理流程稳态检测及运行工况判别方法，其特征在于包括以下步骤：1）通过采集水泵出水母管压力、阳床进水流量、阴床进水流量、阳离子交换器入口压力、阴离子交换器入口压力、混合离子交换器入口压力、离子浓度等传感器数据，确定各传感器稳态阀值和工况切换阀值；2）工况稳态检测与所处工况阶段的判定；2.1）根据步骤1）的传感器稳态阀值，计算判断流程是否为稳态，判定为非稳态，执行步骤2.2）；2.2）根据步骤2）的工况切换阀值，计算判断工况是否发生切换，判定为发生切换，执行步骤2.3）；2.3）通过实时采样的数据计算欧氏距离和相似度，判定工况所处阶段。本发明能准确地进行水处理流程的稳态和工况切换判断，具有过渡非稳态过程，自动、动态且实时监测各类传感器数据的特点。
【专利说明】一种火力发电厂水处理流程稳态检测及运行工况判别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水处理流程稳态检测及运行工况判别方法，属于发电机组工况分析判断【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在火电厂的热力系统中，良好的水汽品质能有效防止热力设备腐蚀、结垢和积盐；提升热力系统的可靠性。而良好的水汽品质是通过水处理流程的正常运行保证补给水水质指标来达到的。在水处理流程中，各类传感器的工作状态对水处理流程的运行可靠性起着至关重要的作用；为此，需要对水处理流程的相关传感器进行故障诊断。目前已经出现的一些故障监测及故障源定位的算法。例如，基于神经网络、支持向量机等智能算法的故障诊断方法，这些方法都是基于PCA (主成分分析法)进行运算，然而，基于PCA的故障诊断方法都需要在相对稳定的工况下建立各工况模型，然后再利用这些模型用于实时故障诊断。另外，处于不同流程的工况也会影响PCA故障诊断的结果，导致误判等情况的发生。因此，水处理流程的稳态检测及运行工况判断是传感器故障诊断的重要前续处理步骤，对故障诊断的性能起着重要作用。
[0003]火电厂典型的水处理流程包含原水、预处理、阳阴床一级除盐、混床除盐等环节。当工况切换时，与工况相关的水处理流程传感器数据会发生较大波动，若将此类数据直接用于传感器故障诊断算法，容易造成误判断。此外，工况切换所带来数据的变化也导致一般的自适应叠加建模手段难以获得良好的结果。若运用模式识别则能根据传感器数据区分当前状态所在的工况区间；这样不但能够过渡非稳态过程，还能继续实时监测各类数据，使整个监测方法具有自动动态适应的特性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的，是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种火力发电厂水处理流程稳态检测及运行工况判别方法，该方法能准确地进行水处理流程的稳态和工况切换判断，具有过渡非稳态过程，自动、动态适应且实时监测各类传感器数据的特点。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案达到:
[0006]一种火力发电厂水处理流程稳态检测及运行工况判别方法，其特征在于包括以下步骤:
[0007]I)确定火力发电厂水处理系统中各传感器稳态阀值和工况切换阀值
[0008]通过采集水泵出水母管压力、阳床进水流量、阴床进水流量、阳离子交换器入口压力、阴离子交换器入口压力、混合离子交换器入口压力和离子浓度传感器数据，确定各传感器稳态阀值和工况切换阀值；
[0009]2)判定水处理系统所处工况阶段
[0010]2-1)检测水处理系统中各传感器的动态数据，将所述检测数据与根据步骤I)确定的稳态阀值作比较，从而计算判断水处理流程是稳态或非稳态，若为稳态即继续检测并保持工作状态，若判定为非稳态，执行步骤2-2)；
[0011]2-2)根据步骤2-1)检测的各传感器数据，通过与工况切换阀值作比较，判断工况是否发生切换，若判定为发生切换，执行步骤2-3);若判定为非发生切换，则继续检测各传感器的动态数据；
[0012]2-3)通过实时采样的数据计算欧氏距离和相似度，判定工况所处阶段。
[0013]本发明的目的还可以通过采取如下技术方案达到:
[0014]作为一种优选方案，所述的传感器稳态阀值通过如下具体步骤确定:
[0015]I)采集相关传感器的数据，定义传感器稳态因子表达式:
【权利要求】
1.一种火力发电厂水处理流程稳态检测及运行工况判别方法，其特征在于包括以下步骤: 1)确定火力发电厂水处理系统中各传感器稳态阀值和工况切换阀值 通过采集水泵出水母管压力、阳床进水流量、阴床进水流量、阳离子交换器入口压力、阴离子交换器入口压力、混合离子交换器入口压力和离子浓度传感器数据，确定各传感器稳态阀值和工况切换阀值； 2)判定水处理系统所处工况阶段 2-1)检测水处理系统中各传感器的动态数据，将所述检测数据与根据步骤I)确定的稳态阀值作比较，从而计算判断水处理流程是稳态或非稳态，若为稳态即继续检测并保持工作状态，若判定为非稳态，执行步骤2-2)； 2-2)根据步骤2-1)检测的各传感器数据，通过与工况切换阀值作比较，判断工况是否发生切换，若判定为发生切换，执行步骤2-3);若判定为非发生切换，则继续检测各传感器的动态数据； 2-3)通过实时采样的数据计算欧氏距离和相似度，判定工况所处阶段。
2.根据权利要求1所述的一种火力发电厂水处理流程稳态检测及运行工况判别方法，其特征在于:所述的传感器稳态阀值通过如下具体步骤确定: 1)采集相关传感器的数据，定义传感器稳态因子表达式:
3.根据权利要求2所述的一种火力发电厂水处理流程稳态检测及运行工况判别方法，其特征在于:传感器的稳定阈值设定在0.005-0.015之间。
4.根据权利要求2所述的一种火力发电厂水处理流程稳态检测及运行工况判别方法，其特征在于:通过前述稳态因子sf序列来判断工况切换；定义工况切换标志Sk-'表达式为:
5.根据权利要求4所述的一种火力发电厂水处理流程稳态检测及运行工况判别方法，其特征在于:工况切换阈值Vx取值在0.02-0.03之间。
6.根据权利要求2所述的一种火力发电厂水处理流程稳态检测及运行工况判别方法，其特征在于:所述确定流程状态指数Sk的具体步骤如下: O由于发电厂水处理流程各传感器输出数据的量级相差较大，若直接进行处理将淹没低量级数据的有用信息，对获取的历史样本数据进行归一化处理:
7.根据权利要求4所述的一种火力发电厂水处理流程稳态检测及运行工况判别方法，其特征在于:通过确定工况切换标志sk-M对工况切换判别的具体步骤如下: 通过表达式(I) - (3)进一步计算Sk-raS对工况切换进行判别: 1)若sk状态为“I”且sk-ex为“ I”，或Sk状态为“O”且sk-ex为“ I”，或Sk状态为“O”且sk-ex为“O”时，表明工况无切换，不需要进行工况识别； 2)若Sk状态为“I”且sk-ex为“O”时，表明工况切换完毕，需要进行工况识别。
8.根据权利要求1至7任一权利要求所述的一种火力发电厂水处理流程稳态检测及运行工况判别方法，其特征在于:所述通过实时采样的数据计算欧氏距离和相似度，判定工况所处阶段，具体步骤如下: 1)若工况分类数量已经确定，例如分为t类，则需要判定实时样本数据X属于训练样本Xt中属于哪一类，计算实时样本数据X与训练样本集Xt的欧氏距离:
【文档编号】G06F17/00GK103699514SQ201410016168
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】张大海, 刘宇穗, 李威, 杨桂, 王晓雄, 苏菊红, 黄冬兰, 黄玉娴 申请人:中国能源建设集团广东省电力设计研究院