性仿真模型，调整流量比例因子，优化调整 多阀整体流量特性曲线的斜率，使之向多阀整体流量特性曲线； 数据仿真优化模块(4)通过优化重叠度函数，提高多阀整体流量特性曲线的重叠区线 性度； 数据仿真优化模块(4)通过优化流量开度修正函数，提高多阀整体流量特性曲线的非 重叠区线性度。3. 根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于:步骤A中，单个调口流量特性实测曲线 通过如下步骤进行计算， 通过调口流量特性实验得到调口开度反馈、调节级压力、主汽压力、向量的维度，其中 ΟΡΕΛ?χΙ) = 0，表示调口全关，= 100，表示调口全开，则调节级压力和主汽压 力比值巧uCO与调口流量Ε?χ·/)成正比，即巧分别对应开度为0和100时的调口流量百 分比0%和100%，将归一化0-100之间的数，得到调口流量百分比化 1η>ω其中巧^1) = 0,心>;。)=100，w向量αΡ￡Λ?为横坐标、向量/?为纵坐标构成的曲线 即为第i个调口的流量特性实测曲线，该曲线用线性分段函数表示，记作/4<(Α/ = ι，2，'''，6. 其中，ορ^?Λ?.为调口开度反馈，~为调节级压力，为主汽压力，xi为向量的维 度。4. 根据权利要求3所述的优化方法，其特征在于:步骤A中，多阀方式下整体流量特性实 测曲线通过如下步骤进行计算， 进行多阀方式下整体流量特性曲线测试实验，实验测量获得数据向量：调口总流量指 令、调节级压力、主汽压力、向量的维度，且FDEMseq (1) > 0，FDEMseq(nseq) = 100，表示顺序阀 方式下调口全部开启；调节级压力和主汽压力比值Hseq化)与调口流量化seq化)成正比(3) Hseq (lOKj^Lscq化），k - 1,2,^.. , Ilseq 则Hseq(nseq)对应调口全开时的调口整体流量百分比100%。由于调口总流量指令为0 时，调口全关，整体流量百分比必为〇%，对Hseq化)进行归一化，得到调口流量百分比化seq (k)且化seq (nseq) = 1 00，W向量FDEMseq为横坐标、向量化seq为纵坐标构成的曲线即为顺序 阀方式调口整体流量特性实测曲线； 其中，抑EMseq为调口总流量指令、PIseq为调节级压力、TPseq为主汽压力、nseqX 1为向量 的维度。5. 根据权利要求4所述的优化方法，其特征在于:步骤A中，顺序阀方式下整体流量特性 仿真的步骤如下， 流量总指令FDEM经背压修正函数fi(x)、流量比例偏置因子、重叠度函数/;'的修正和流 量开度修正函数/3'(句修正分配到各个调口上，获得各调口的开度指令，根据实测的各调口 流量特性曲线计算各调口自身的流量百分比。?·ι(χ)、·Λ'(λ')、方片)，i = l，2,…，6为线性分 段函数； 设当前流量总指令为FDEM，FDEM为向量，取值范围为0-100，每隔0.1取一个值，经背压 修正函数f 1 ( X )修正得到流量指令化1 Fl^i = fi(FDEM) (5) 表示对FDEM中的每个元素做函数f 1 (X)映射，得到的元素构成数据向量化1，将流量指令 化1经过流量比例偏置因子得到分配到各个调口上的流量指令其中F与为分配到调口 i的流量指令，ki、bi为调口 i的比例偏置因子，调口流量指令/^ 经各自的重叠度函数Λ'(句修正得到新的流量指令向量Ε?；流量指令/?经过各调口流量开度修正函数乂'(句得到各调口开度指令向量OPENCMDS 为保证单阀方式下各调口开度一致，各调口流量开度修正函数相同在获得各调口开度0PENCMD1的基础上，根据调口 i的实测流量特性曲线/;的计算各调 口流量百分比向量调口实测流量特性曲线/4'(句是在其他调口全开时测试获得，顺序阀方式下调口依次开 启，因此，整体流量特性中各调口流量百分比和实测时流量百分比仍;之间有一定线性关 系，计算顺序阀方式下仿真整体流量特性八心其中，a、b、c、d为仿真参数，表示调口仿真流量在整体流量中的占比，FZ；y = l，2，u-，6) 为式(9)中各调口仿真流量，为整体流量，W向量FDEM为横坐标、向量为纵坐标构 成的曲线即为顺序阀方式调口整体流量特性仿真曲线； 将顺序阀方式整体流量特性实测曲线和仿真曲线绘制在同一坐标系中，调整仿真参数 a、b、c、d使两条曲线拟合，则公式(10)即为顺序阀方式下整体流量特性仿真模型。6.根据权利要求5所述的优化方法，其特征在于:步骤B中， 对单阀整体流量特性实测曲线计算步骤如下， 进行单阀方式下整体流量特性曲线测试实验，实验测量获得数据向量：调口总流量指 令抑EMsig，调口开度指令0阳化ig，调节级压力PIsig，主汽压力TPsig，向量的维度为nsigX 1，且 有FDEMsig(1) >0，FDEMsig(nsig) = 100，表示单阀方式下调口全部开启，使用步骤A中多阀方 式下整体流量特性实测曲线的计算步骤，获得单阀方式调口整体流量百分比向量化Slg，W 向量FDEMsig为横坐标、向量化sig为纵坐标构成的曲线即为单阀方式整体流量特性实测曲 线； 此外，单阀方式下各调口开度指令相同，W单阀方式下调口开度OPENsig为横坐标，整体 流量化sig为纵坐标，得到整体流量关于调口开度的曲线，用线性分段函数h(x)表示； 单阀整体流量特性仿真的步骤如下， 单阀方式下流量总指令FDEM经过背压修正函数fi(x)修正，乘W单阀方式下最佳阀位系 数kvLVPT，再经过流量开度修正函数方(X)修正，得到阀口开度指令； 设当前流量总指令为抑EM，FDEM为向量，取值范围为0-100,每隔0.1取一个值，FDEM经 背压修正函数fl(X)修正得到流量指令化1，流量指令FLl乘W最佳阀位系数kvLVPT，得到流量 指令巧，再经流量开度函数乂'(句修正得到各调口开度指令根据单阀方式下调口开度与整体流量的函数关系h(x)计算单阀方式下整体仿真流量 化wW向量FDEM为横坐标、向量沪心、.为纵坐标构成的曲线即为单阀方式调口整体流量特性 仿真曲线，公式(13)为单阀方式调口整体流量仿真模型。7. 根据权利要求6所述的优化方法，其特征在于:步骤C中， 单阀整体流量特性曲线斜率优化的步骤如下， 在同一坐标轴下绘制单阀和多阀方式仿真流量特性曲线，调整kvLVPT使单阀仿真流量特 性曲线向多阀方式仿真流量特性曲线靠近，从而减小单多阀切换时的扰动。8. 根据权利要求7所述的优化方法，其特征在于:步骤C中， 多阀整体流量特性曲线优化的步骤如下， 1) 背压修正函数调整 单阀方式下当总流量指令FDEM=100时，经背压函数和最佳阀位系数后的流量指令FZ'， 满足FZ； =100，单阀整体流量特性曲线斜率优化的步骤中调整最佳阀位系数kvLVPT后，背压 修正函数根据式(5)和式（11)调整； 2) 流量比例偏置因子优化 流量比例偏置因子ki、bi α = 1，2，…，6)控制相应调节阀在总流量指令抑EM分别为某两 个值时开始开启和全开;在不考虑重叠度函数Λ'(χ)的情况下，流量指令八与分别取值为0和 100时对应的FDEM值即为调节阀i的开启位置FDEMo和全开位置FDEMioo，根据式(5)和式(6) 反算得出 fi (FDEMo )*ki+bi = 0 fi(抑 EMi〇〇)*ki+bi=100 (14)保持偏置因子bi的值不变，增大比例偏置因子ki，调节阀的开启位置FDEMo和全开位置 抑EMioo均减小，且调节阀所占的FDEM区间缩小，整理流量特性曲线的斜率增大；相反减小 ki，整理流量特性曲线的斜率减小； 在同一坐标轴下绘制单阀和多阀方式仿真流量特性曲线，调整流量比例因子ki使多阀 仿真流量特性曲线向单阀方式仿真流量特性曲线靠近，从而减小单多阀切换时的扰动。9. 根据权利要求8所述的优化方法，其特征在于:步骤C中， 重叠度函数的优化步骤为， 重叠度函数控制相邻两个调口重叠区域的大小;根据顺序阀调口整体流量仿真曲线中 重叠区域流量特性的线性度，调整重叠度函数尤(X)，使重叠区呈现线性关系。10. 根据权利要求9所述的优化方法，其特征在于:步骤C中， 调口流量开度修正函数的优化步骤为， 调口流量开度修正函数是将各调口的流量指令折算成调口开度，为保证单阀方式下各 调口的开度保持一致，设置各调口的流量开度修正函数Λ'(句一样;根据多阀方式下单个调 口流量特性实测曲线，做一条流量开度曲线使之与各调口的实测曲线的距离之和最小，将 此曲线作为优化后的调口流量开度函数。
【专利摘要】本发明公开了一种汽轮机组高压调门流量优化装置，包括指令控制模块，用于发出各个调门的开度信号；执行模块，用于接收指令并控制各个调门的开度变化；数据采集模块，用于采集汽轮机的调节级压力、主汽压等实时参数；数据仿真优化模块，用于根据调门的开度以及数据采集模块采集的汽轮机参数进行数据仿真和以及对流量特性曲线进行优化。本发明还公开了一种汽轮机组高压调门流量的优化方法。本发明能够改进现有技术的不足，消除切换过程中负荷扰动现象，进而保障机组阀切换状态下安全、稳定、经济运行。
【IPC分类】F01D17/10, G01M13/00
【公开号】CN105697074
【申请号】CN201610073044
【发明人】方伦, 蔡伟, 施壮, 蔡兵, 李梓楠, 李婧
【申请人】安徽新力电业科技咨询有限责任公司, 国网安徽省电力公司电力科学研究院
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年2月3日