基于emd距离的燃煤发电机组班组煤耗对比分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种燃煤发电机组不同班组运行煤耗水平对比分析方法，具体涉及一 种采用直方图、基于EMD距离的燃煤发电机组班组煤耗对比分析方法。
【背景技术】
[0002] 目前，国内对于300丽及以上容量等级机组运行行为的评估分析，主要是通过统 计各班组运行时段内的关键指标（如主蒸汽温度、主蒸汽压力、再热蒸汽温度、再热蒸汽压 力、真空等）平均值，进而评估各班组的运行水平优劣。但是，该方法忽略了导致煤耗指标 偏差较大的关键指标智能分析，导致分析结果不够精准。
【发明内容】
[0003] 为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于EMD距离的燃煤发电机 组班组煤耗对比分析方法，分析导致各班组之间煤耗差异的关键参数。
[0004] 为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
[0005] 基于EMD距离的燃煤发电机组班组煤耗对比分析方法，包括如下步骤：
[0006] S1、采用直方图统计多个班组的煤耗及煤耗影响参数的数据分布；
[0007] S2、使用EMD定量计算煤耗数据分布之间的差异，并以煤耗最低为标准确立标杆 机组；
[0008] S3、分析各班组煤耗影响参数分布情况与标杆班组煤耗影响参数分布情况之间的 差距，定位导致煤耗发生差异的关键因素。
[0009] 具体地，前述步骤Sl包括如下子步骤：（1)、将数据值覆盖的数据期间等分成若干 个子区间；(2)、当一个数据值落到某个子区间，则该子区间的高度就相应地增加一个单位， 直至统计结束。
[0010] 该方法适用于如本发明的数据维度较少的情形，因此，本发明中的直方图为两维 直方图，该方法简单易于使用，在样本容量较大、区间宽度较小的情况下，所得的密度函数 能够较好地接近真实的函数。
[0011] 本发明的两维直方图的EMD定量计算方法如下：
[0012] a)将直方图分成m行、η列，则直方图共有N = mXn个柱子；
[0013] b)这些柱子的下标形成集合L = {(i, j) : 1彡i彡m, 1彡j彡η}，下文用（i, j) 来代表一个柱子；
[0014] c)流 L的下标集合定义如下：J = {(i, j, k, I) : (i, j) e L, (k, I) e L};
[0015] d)两个待比较的直方图为 P = {plj: (i, j) e L}和 Q = {qlj: (i, j) e L};
[0016] 则两个直方图P和Q之间的EMD公式如下：
[0021] 式中，各符号的含义为：4];1^代表柱子（i，j)到柱子（k，l)的流，d li];lu表示柱 子（i，j)到柱子（k，1)之间的地面距离；F是从P到Q的流，满足上式的流F被称为可行解； Pu表不直方图P中柱子（i, j)代表的值，q i_j、qkl分别表不直方图Q中柱子（i, j)、（k, 1)代 表的值；
[0022] 其中，公式（1)中的地面距离Cl1^iu采用L p距离，其计算公式为：
[0025] 为了进一步降低计算量和时间复杂度，选用L1距离作为地面距离，则计算 公式简化为：
[0026] dli j;kjl= |i-k| + | j-l| 〇
[0027] 在本发明中，所选取的煤耗影响参数包括：主蒸汽温度、再热蒸汽温度、给水温度、 主蒸汽压力、再热蒸汽压力、排烟温度、过热减温水流量及再热减温水流量，以标杆班组的 参数分布为比较基准，计算煤耗表现最差的班组与标杆班组之间上述8个指标的EMD距离， 根据计算结果确定影响煤耗的关键因素。
[0028] 本发明的有益之处在于：本发明采用直方图来评估煤耗及煤耗影响参数的数据分 布，并使用EMD来定量计算数据分布之间的差异，然后以煤耗最低为目标搜索标杆机组，分 析确定导致其它班组与标杆班组煤耗差异的关键参数。通过该方法对煤耗关键影响参数数 据分布的定量分析，实现对燃煤机组煤耗水平的精准评估，为电力企业降低机组节能降耗 提供分析手段，也为政府监管部门开展燃煤机组节能降耗精细化对标管理和性能评估提供 了技术支撑。
【附图说明】
[0029] 图1是本发明的实施例的班组1的煤耗数据分布直方图；
[0030] 图2是本发明的实施例的班组2的煤耗数据分布直方图；
[0031] 图3是本发明的实施例的班组3的煤耗数据分布直方图；
[0032] 图4是本发明的实施例的班组4的煤耗数据分布直方图；
[0033] 图5是本发明的实施例的班组5的煤耗数据分布直方图；
[0034] 图6是本发明的实施例的班组2的过热减温水流量的数据分布直方图；
[0035] 图7是本发明的实施例的班组5的过热减温水流量的数据分布直方图；
[0036] 图8是本发明的实施例的班组2的主蒸汽温度的数据分布直方图；
[0037] 图9是本发明的实施例的班组5的主蒸汽温度的数据分布直方图；
【具体实施方式】
[0038] 以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
[0039] 本实施例以一台2014年的330MW机组煤耗数据为样本进行实验，该机组执行五班 三运倒班方式，机组运行人员被分成5个班组（k = 5)，分别记为班组1、班组2、班组3、班 组4、班组5,下面详细阐述本发明的具体方法：
[0040] (1)、以该机组2014年煤耗模式实时数据为样本进行班组煤耗比较分析，各班组 煤耗数据分布直方图分别如图1至图5所示。
[0041] (2)、分析各直方图间的EMD距离，以煤耗最低为标准确立标杆班组。
[0042] 基于直方图的EMD距离计算方法具体如下：
[0043] 在用直方图表示的数据分布问题中，每个柱子可以被看做是离散概率分布S中的 一个元素 Sj，柱子代表的值对应于权重Wj，而柱子的位置（下标）则对应于位置HV
[0044] 以两维直方图为例，假设：
[0045] a)将直方图分成m行、η列，则直方图共有N = mXn个柱子；
[0046] b)这些柱子的下标形成集合L = {(i, j) : 1彡i彡m, 1彡j彡η}，下文用（i, j) 来代表一个柱子；
[0047] c)流 A」的下标集合定义如下：J = {(i, j, k, I) : (i, j) e L, (k, I) e L} ;i、j 分 别代表直方图P中任意一个柱子的行下标和列下标，k、I代表直方图Q中任意一个柱子的 行下标和列下标；
[0048] d)两个待比较的直方图为 P = {plj: (i，j) e L}和 Q = {qlj: (i，j) e L};
[0049] 则两个直方图P和Q之间的EMD公式如下：
[0054] 式中，F是从P到Q的流，L 则代表柱子（i，j)到柱子（k，l)的流，满足上式 的流？被称为可行解，(11，];1^1表示柱子（1，」）到柱子&，1)之间的地面距离。？ 1]表示直方 图P中柱子（i, j)代表的值，qi_P