基于案例推理的热力机组在线运行优化调整决策方法

【摘要】：通过实际案例为基础，实现了热力机组在线运行和优化调整以及决策支持，实现了对热力机组的优化分析，并且以锅炉运行工况的综合评价标准分析为基础，引入了参数之间比值作为特征量，在实例之间关系的决策因子提供了可操作系统从而增强了基于案例推理（CBR）系统的辅助决策支撑能力，以案例运行辅助实现系统的设计，为实现复杂连续运行过程的高效提供了运行的方法，为类似热力机组的在线运行和优化调整决策提供了可供参考的经验。

【关键字】：案例推理；热力机组；在线运行；优化调整；决策

中图分类号：O414文献标识码： A 文章编号：

锅炉的运行工况在很大程度上是故障诊断以及操作指导的基础，该项指标是实现性能监测的优化运行和发展的重要环节。影响着锅炉的运行水平。当前锅炉运行目标工况定义模糊，其目标工况的实现方式也并不完善，由此，在热力机组的优化运行过程中，要实现优化调整机组的运行模式，应从电站的综合效益出发，建立起以实力推理技术为基础的实时检索模式，建立当前锅炉运行的目标工况，实际证明，该优化调整方式能实时反映当前热力机组的运行工况，并最终实现优化调整，降低热力机组的能量消耗。

一、基于案例推理的决策支持系统

CBR是通过问题数据库处理新的问题，实现人工智能方法的负责，CBR系统通过使用具体以及经历过的实例实现知识的表达，在CBR系统当中，新问题的解决是通过发现过去相似的案例，使该案例在新的环境中得以充分利用，从而能在医学诊断、机械设计以及废水处理等控制领域都有成功的应用。案例推理的应用成功在很大程度上具有领域上的依赖性。也就是如何表示案例以及合适的相似性和案例修改测量应根据实际的需要进行具体的研究。典型的案例问题应从检索、重用、修正和表保留等几个方面进行设计。

二、建立热力机组的运行工况的模式

使用有效的特征量实现CBR系统运行工作状况运行良好的工作基础，热力机组的性能评价是针对系统的稳定形态，与热力试验的标准评价标准为参照，同时以大量的数据稳定态，以热力试验标准要求为依据，通过浏览大量的数据可了解到，对于闭式的循环机组，循环水的入口温度在热力机组经过运行工况变化的点或者其他的操作之后具有较长的过渡时间。并且也是热力机组计算过程中的关键模量。由此，通过将循环水温度以及热力机组负荷在较长的时间段内保持在测量误差范围内的运行工况实际上为性能评价的有效工况。下图所示为600MW机组在( 400±3)MW负荷、( 25±0.2) ℃循环水温下的有效工况的采集点，每一个点簇则是一个具体的工况实例，由相应的数据可了解到，其呈现正态分布

三、相似工况检索

CBR系统中的成功的关键在于相似性的定义，虽然相似性定义为两个案例的共同热特征量的共同属性特征量函数，而实际的检索过程如何以较小的特征量表达出最大的相似程度，而忽略其中大量的潜在描述属性是一个难以解决的难题，应根据实际的工程应用进行深入的探讨。热力机组的实际运行过程为连续的动态发展过程，也就是系统的状态参量为连续的时间序列。通过将这些参量作为相似度量将在很大程度上造成误差，也无法揭示系统的本质状况，通过在对对象特性的分析基础之上，以流体力学中两流动现象的几何相似、运动相似和动力相似等定义，明确了汽轮机冷端、汽轮机入口和锅炉出口等三个主要的环节。当确定了这三个点的工作状态，则能整体把握系统的整体性能。而对于汽轮机入口而言，调节阀的方式、调节级的有效流通面积和蒸汽流量是确定此环节运行效率的主要因素，而有效通流面积则能使用调节级后压力与调节门前压力的比值能实现较好的近似。而锅炉侧的效率，现代大型过论在正常的运行条件下能保持相对稳定的性能。主要考虑锅炉侧能量的最大损失。由此锅炉的出口氧量、排烟量以及排烟的温度都被用作相似性度量的特征量。在正常的工况之下，烟气量以及蒸汽量都近似于机组的负荷数值，然而上述的三个环节的局部相似程度则是使用负荷值代替了烟气量以及蒸汽量。

四、修改案例

CBR系统当中，都是通过检索得出相似实例，本质上是由问题当前的部分信息或者说是特征量近似从而给出了问题的有效解答。而针对当前新的需求应经过适当的修改才能应用。相似性的判断核心在于环节点的动力学状态相似。而在预设的系统无故障的前提之下，搜索到的相似工况是当前系统未受到任何干预时，在经过足够长的时间则可达到稳定的工作状况，也就是所有的热力机组的工作状况将逼近相似工作状况而进入稳定态，这是下一步决策调整的基础。

五、搜索最佳目标实例

当系统搜索到相似实例性能指标处于优化区间时，不需要对当前的工况进行调整，即使在线实时性能计算指标偏高也啊很大程度上是由于热力过程，保持系统的稳定运行，当相似的实例不处于优化区间时说明需要调整当前工况，当仅仅通过调整后在搜索相似实例则无法达到实时决策的指导效果。并且能给出一个明确的参考标准以及决策的优先级。案例的修改包括特征量的替换、转换以及生成式的修改，并且几乎处于具体领域问题的针对方法。通过以替换为主要方式，在实例修改过程中引入能耗率指标等因素，当前的能耗率指标无法代表真实的稳定态性能，由此无法直接参与系统性能的判断，通常汽车轮机冷端状态量的过渡时间较长并且具有较差的可操作性，由此应将系统冷端相似并且能耗率最优的实例作为了最佳的参照实例。也就是将锅炉出口、汽轮机入口和汽轮机冷端的权值系统设置为0、0、1，通过二次搜索得出最佳的参照实例。而后得出决策因子。为热力机组的优化调整运行提供决策的方式。

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