一种发电厂用智能控制方法及系统与流程

本发明涉及发电厂管理领域，更具体地说，它涉及一种发电厂用智能控制方法。

背景技术：

1、火力发电是现代社会电力发展的主力军，在提出建设和谐社会、发展循环经济的大背景下，我们在提高火电技术的方向上要着重考虑电力对环境的影响，对不可再生能源的影响。虽然在中国已有部分核电机组，但火电仍占领电力的大部分市场。近几年电力发展滞后经济发展，全国上了许多火电厂，但火电技术必须不断提高发展，才能适应和谐社会的要求。

2、现代化火电厂是一个庞大而又复杂的生产电能与热能的工厂，它由下列5个系统组成：①燃料系统。②燃烧系统。③汽水系统。④电气系统。⑤控制系统。近代火电厂由大量各种各样的机械装置和电工设备所构成。为了生产电能和热能，这些装置和设备必须协调动作，达到安全经济生产的目的。这项工作就是火电厂的运行。为了保证炉、机、电等主要设备及各系统的辅助设备的安全经济运行，就要严格执行一系列运行规程和规章制度。通过大数据的挖掘来实现发电厂智能化的运维和控制是现代化火电厂重要的特点，现有技术中的火电厂控制系统对于数据挖掘的应用多集中于故障检测和异常分析，大部分的管理策略仍然需要依靠管理人员根据系统数据进行人工制定，采用人工制定的缺陷是对管理人员的水平依赖度较高。

技术实现思路

1、本发明提供一种发电厂用智能控制方法，解决相关技术中管理策略仍然需要依靠管理人员根据系统数据进行人工制定的技术问题。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种发电厂用智能控制方法，包括：

3、步骤101，提取发电厂数据，基于当前的发电厂数据生成第一对象，基于历史的发电厂数据生成第二对象；第一对象和第二对象来源于同一个发电厂的数据，拥有相同的属性；

4、步骤102，筛选第一对象和第二对象的属性，随机保留若干个属性，并将保留的属性作为第一属性；

5、步骤103，通过第一属性计算第一对象和第二对象的第一距离，并计算第二对象中与第一对象的第一距离小于设定的第一阈值的数量；

6、生成第一矩阵，第一矩阵的元素的数量的计算公式如下：

7、

8、其中s为第二对象中与第一对象的第一距离小于设定的第一阈值的数量；

9、步骤104，从提取的第二对象中随机选择s个第二对象作为第一矩阵的元素；

10、步骤105，选择一个非第一矩阵元素的第二对象，计算第二对象与第一矩阵的元素的第一距离，然后选择第一距离最小的元素作为中心元素，然后更新中心元素及其邻近元素；

11、步骤106，更新中心元素与邻近元素，更新第一矩阵的元素的公式如下：

12、

13、其中表示更新之后的第一矩阵的元素的第x项属性的值，表示更新之前的第一矩阵的元素的第x项属性的值，表示步骤s105中选择的第二对象的第x项属性的值，t表示第一矩阵的元素更新的次数；

14、步骤107，迭代执行步骤105和步骤106直至t达到设定的次数阈值之后获得第二矩阵；

15、步骤108，计算第二矩阵的元素和第一对象的第三距离，然后选择与第一对象的第三距离最小的第二矩阵的元素作为第一元素；

16、步骤109，提取第二对象生成第一集合，第一集合中的第二对象与第一元素的第三距离小于与第二矩阵的其他元素的第三距离；

17、步骤110，对第一元素进行扩展，使其属性的数量与第一对象的全属性的数量一致，然后计算第一元素和第二对象的全属性距离，选择全属性距离小于设定的第一全属性距离阈值的第二对象生成第二集合；

18、步骤111，基于第一集合和第二集合构建第三矩阵，第三矩阵的一个的b个元素分别表征第一对象或第二对象的全属性；第三矩阵的行数等于第一对象和第二对象的总数量；

19、步骤112，对第三矩阵的元素进行更新，更新的公式如下：

20、

21、其中，cv为更新之前的第三矩阵的元素，kf为更新的第三矩阵的元素所述的列的元素的均值；

22、步骤113，对第三矩阵进行奇异值分解，a＝u∑vt，其中a为第三矩阵，u和v分别为左奇异矩阵和右奇异矩阵，∑为第三矩阵的协方差矩阵，通过对协方差矩阵的特征值通过设定的第一特征阈值进行筛选，只保留大于第一特征阈值的特征值对应的协方差矩阵的特征向量，对应的对左奇异矩阵进行压缩，然后计算第四矩阵；

23、步骤114，计算第四矩阵中表示第一对象的向量的与表示第二对象的向量的第四距离；

24、步骤115，提取第二对象生成第三集合，提取的第二对象对应的第四矩阵的向量与第四矩阵中表示第一对象的向量的第四距离大于设定的第四距离阈值；

25、从第三集合中选择前m个第二对象，然后提取该第二对象对应的控制策略推荐给管理人员，由管理人员选择控制策略进行执行；

26、或者，选择第三集合中排名第一的第二对象对应的控制策略进行执行。

27、进一步地，预先的已经将历史上的发电厂数据以及控制策略进行存储，一条数据应当是与一个控制策略对应的。

28、进一步地，通过以下公式计算第二对象与第一对象的第一距离：

29、

30、其中xi表示第一对象在步骤s102中保留的第i项属性，yi表示第二对象在步骤s102中保留的第i项属性，n为步骤s102中保留的第一对象的属性的总项数。

31、进一步地，中心元素的邻近元素是指与中心元素的第二距离小于设定的第二距离阈值的元素，第二距离的计算公式如下：

32、d3＝[(行1-行2)2+(列1-列2)2]1/2

33、其中，行1和行2分别为两个元素的所在矩阵的行数，列1和列2分别为两个元素的所在矩阵的列数。

34、进一步地，次数阈值设置为(s/c2)2，其中s为第一矩阵的元素的数量，c为第二距离阈值。

35、进一步地，第三距离的计算公式如下：

36、

37、其中xi表示第一对象或第二对象在步骤s102中保留的第i项属性，zi表示第二矩阵的元素的第i项属性，n为步骤s102中保留的第一对象的属性的总项数。

38、进一步地，扩展第一元素的方法包括：

39、逐个补充第一元素缺少的属性，并计算第一元素缺少的属性值，计算公式如下：

40、

41、其中q表示参与第一元素的更新的第二元素的总数量，表示第l个参与第一元素的更新的第二元素的第i项属性。

42、进一步地，第四距离的计算公式如下：

43、

44、其中x表示第四矩阵中表示第一对象的向量，y表示第四矩阵中表示第二对象的向量，表示第四矩阵的协方差矩阵的逆矩阵。

45、进一步地，步骤s111中的全属性是指第一对象或第二对象的全部的属性，并非步骤102中保留的属性。

46、根据本发明的一个方面，提供了一种发电厂用智能控制系统，用于执行上述的一种发电厂用智能控制方法，包括：

47、电厂数据库，其用于存储发电厂数据条目以及与发电厂数据条目匹配的控制策略；

48、对象生成单元，其基于发电厂数据生成第一对象和第二对象；

49、第一矩阵生成单元，其基于第一对象和第二对象的第一距离生成第一矩阵；

50、第一矩阵更新单元，其用于对第一矩阵进行更新；

51、第一集合生成单元，其基于更新后的第一矩阵中的元素与第一对象的第三距离生成第一集合；

52、第二集合生成单元，其基于更新后的第一矩阵中的元素与第一对象的第三距离提取第一元素，然后对第一元素进行扩展，基于第一元素和第二对象的全属性距离筛选第二对象生成第二集合；

53、第三矩阵生成单元，其基于第一集合和第二集合建立第三矩阵，然后对第三矩阵进行更新和奇异值分解，压缩第三矩阵生成第四矩阵；

54、第三集合生成单元，其计算第四矩阵的向量的第四距离，然后基于第四距离生成第三集合；

55、策略管理单元，其基于第三集合的一个以上的第二对象提取对应的控制策略用于执行。

56、本发明的有益效果在于：

57、本发明对于发电厂的多源高维的数据来源进行特定的处理和挖掘，自动的匹配控制策略，能够降低发电厂管理人员的工作量，降低对于管理人员的依赖度。