专利名称：汽轮机调节系统参数实测原始数据格式规范化处理方法
技术领域：
本发明属于汽轮机建模技术领域，具体涉及一种汽轮机调节系统参数实测原始数据格式规范化处理方法，该方法亦适用于水轮机调节系统参数实测原始数据、燃气轮机调节系统参数实测原始数据。
背景技术：
由于汽轮机调节系统参数实测的原始数据格式比较复杂，不同的数据采集仪、不同的机组、不同的参数名称定义都会导致原始数据的格式各异，故直至目前，对汽轮机调节系统参数实测的原始数据进行格式规范化处理仍以传统的处理方式为主。即通过人工判断来逐一删除每一个汽轮机调节系统参数实测原始数据文件中对参数辨识无用的信息和数据，并根据实测过程中所做的原始记录，手动修改原始数据的参数名称、排列顺序等，将其 整理成有规律的、固定的格式，然后再对其实施参数辨识。但由于汽轮机调节系统参数实测的原始数据量较大，操作十分繁琐，工作人员劳动强度大且容易出错，使得参数辨识的效率和精度大大降低，对电网稳定性的计算、分析与判断极为不利。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提供一种汽轮机调节系统参数实测原始数据格式规范化处理方法。该方法可根据各种常见格式汽轮机调节系统参数实测原始数据文件的特征，方便、迅速地剔除对参数辨识无用的信息和数据，并将有用的数据整理成有规律的、固定的格式，以便实施参数辨识。本发明的技术解决方案是，所提供的上述汽轮机调节系统参数实测原始数据格式规范化处理方法包括下述步骤(I)、查找参数名称行数据采集仪生成的原始数据文件中，前几行往往用于记录文件信息，包括文件名、文件创建时间，之后才是对参数辨识有意义的参数名称行和数据行。因此首先需要找到参数名称行，剔除文件信息行。具体来说就是配置数据采集仪及MATLAB软件，使用所配置的数据采集仪现场采集汽轮机调节系统实测原始数据，生成实测原始数据文件。然后使用常规方法，通过上述MATLAB软件内置函数将所述汽轮机调节系统参数实测原始数据文件的非小写英文字符全部转换为小写英文字符。再从该汽轮机调节系统参数实测原始数据文件的首行开始，使用常规方法，通过上述MATLAB软件内置函数查找每一行中是否同时存在能表征采集时间的特征字符串和能表征转速偏差的特征字符串；这两种特征字符串不可能同时出现在任一文件的任一信息行内，而必定会同时出现在参数名称行内。上述采集时间参数的名称为上述所配置的数据采集仪自动生成，均显示为“time”；其他参数的名称由试验人员自行定义。每个试验人员对同一参数名称的定义可能有所不同，因此，必须对每个试验人员可能用到的特征字符串进行穷举，如转速偏差参数名称的特征字符串包括“^^^^‘虹^‘打叫^“口化^因此’将采集时间参数的特征字符串和转速偏差参数的特征字符串组合起来，对从首行开始的每一行逐一查找是否同时存在“time”和“rmp ”、“hz ”、“ err ”、“ freq”、“pin ”五个字符串中的任意一个字符串。若满足上述条件，则该行即该参数名称行，停止继续往下读取；若不满足上述条件，则继续往下读取，直至找到参数名称行，或找到汽轮机调节系统参数实测原始数据文件的末行；(2)、提取各参数名称字符串不同 的机组、不同的参数名称定义、不同的参数先后排列顺序都会使步骤(I)所得的参数名称行内容不同，因此必须对步骤(I)所得的参数名称行进行分析，获得其实际包括的参数名称字符串及其排列顺序。具体来说就是提取步骤
(I)所得参数名称行，使用常规方法，通过步骤(I)所配置MATLAB软件内置函数获取该参数名称行中被空格或逗号或分号隔开的各个独立字符串，即为各参数名称的字符串；将每一个独立字符串作为变量名按其在原始数据文件中的排列顺序进行存储；(3)、获取参数实际名称变量如步骤(I)中所述，除采集时间之外的其他参数名称是由试验人员自行定义的，因此需要根据步骤(2)提取的各参数名称字符串，来分析其实际表征的参数名称。具体来说就是对汽轮机调节系统参数实测所需采集的15个参数分别建立参数名称特征字符串如下为采集时间参数建立的参数名称特征字符串为；为转速偏差参数建立的参数名称特征字符串为“rmp”、“hZ”、“err”、“freq”、“pin”；为流量指令参数建立的参数名称特征字符串为“ref”、“dmd”、“fl” ；为有功功率参数建立的参数名称特征字符串为“mW”、“gonglV” ；为主汽压力参数建立的参数名称特征字符串为“Zq”、“main” ；为调节压力参数建立的参数名称特征字符串为；为高排压力参数建立的参数名称特征字符串为“gp”、“hp” ；为热再压力参数建立的参数名称特征字符串为“rZ”、“Zr” ；为中排压力参数建立的参数名称特征字符串为“zp”、“mp”；为CVl反馈参数建立的参数名称特征字符串为“vl”、“lfb” ；为CV2反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v2”、“2fb” ；为CV3反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v3”、“3fb” ；为CV4反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v4”、“4fb” ；为CV5反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v5”、“5fb” ；为CV6反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v6”、“6fb”。搜索步骤(2)所提取的参数名称字符串，逐一查找所述参数名称字符串是否包含以上参数名称特征字符串若查找结果显示所述参数名称字符串仅包含其中一个参数名称特征字符串，则将该参数名称特征字符串的变量名称修改为对应的实际参数名称；若查找结果显示所述参数名称字符串没有包含其中任一参数名称特征字符串，或包含其中2个及以上参数名称特征字符串，则不修改其名称，而是将所述参数名称字符串的查找结果信息记录在案；(4)、舍弃“参数名称行”的下一行某些数据采集仪生成的原始数据文件中，“参数名称行”的下一行记录了各参数的单位，而不是实际数据，对参数辨识没有意义。由于汽轮机调节系统参数实测原始数据量很大，一般一个原始数据文件包括上万行数据，舍弃一行数据对参数辨识没有影响，因此，为计算方便，可以舍弃“参数名称行”的下一行数据。具体来说就是舍弃步骤(I)所得参数名称行的下一行，直接进行步骤(5)；(5)、提取并分配各参数实测数据参数名称行之后的第二行开始，直到文件末端，必定是对应各参数名称的具体实测数据，据此可提取各参数的实测数据；由于实测数据的排列顺序与步骤(3)所得的实际参数名称的排列顺序必然是一致的，因此可将各列实测数据分配给各个参数。具体来说就是，使用常规方法，通过步骤(I)所配置MATLAB软件内置函数同时读取参数名称行之后的第二行开始的所有剩余数据，并将各列剩余数据按其在原始数据文件中的排列顺序，赋值给步骤(3)所得的参数实际名称变量，从而获得分配后的各参数实测数据；(6)、计算数据采集周期数据的采集时间本身对参数辨识没有意义，但其采集周期是有意义的，因此需要计算获取。具体来说就是提取步骤(5)所获采集时间数据列，由于同一个原始数据文件的数据采集周期必定是相同的，因此理论上只需提取任意2个相邻的采集时间数据相减即可。但由于步骤(I)所配置之数据采集仪记录的时间信息可能存在误差，为确保计算可靠，提取3个相邻的采集时间数据或4个相邻的采集时间数据，依次分别相减，计算出各所得差的均值，再对小数部分进行四舍五入后即获得数据采集周期值。上述 步骤(5)所得分配后的各参数实测数据及本步骤所得数据采集周期，即为本发明的汽轮机调节系统参数实测原始数据格式规范化处理结果。至此，可输出上述步骤(6)所获汽轮机调节系统参数实测原始数据格式规范化处理结果。即将步骤(5)及步骤(6)所得的各参数实测数据，按步骤(3)中各参数名称特征字符串列表的顺序排列后，与步骤(6)所得的数据采集周期值一起，存储为文本文件(*. txt)或MATLAB变量文件(*. mat);若发现步骤(3)中出现错误信息，则存储为另一文本文件或MATLAB变量文件供用户查询。上述为对一个汽轮机调节系统参数实测原始数据文件的格式规范化处理步骤；若同时选中了多个原始数据文件，则可重复以上步骤对多个文件逐一进行格式规范化处理。本发明的技术核心是对汽轮机调节系统参数实测原始数据文件中的参数名称行的特征进行了分析，通过查找特征字符串的方式自动找到参数名称行，并舍弃无用的信息行；同时对需要采集的15个参数的名称特征进行了分析，建立了各参数名称的特征字符串，通过比较自动获取原始数据中各个参数的实际名称；再根据存储顺序将各列实测数据分配给各参数实际名称变量；继而通过对采集时间数据列进行简单计算，可获得数据采集周期值。将上述各列实测数据和计算结果按固定的顺序排列后，以常见的文件形式输出，即可被各参数辨识模块直接调用。本发明的有益效果是使用本方法对汽轮机调节系统参数实测原始数据进行格式规范化处理，避免了传统的处理方式容易出现的错误，大幅提高了参数辨识的工作效率和辨识精度，有利于电网的稳定性分析计算。该方法根据各种常见格式汽轮机调节系统参数实测原始数据文件的特征，方便、迅速地剔除对参数辨识无用的信息和数据，并将有用的数据整理成有规律的、固定的格式，从而避免了传统的处理方式容易出现的错误，大幅提高了参数辨识的工作效率和辨识精度，有利于电网的稳定性分析计算。
具体实施方式
实施例I :(I)、查找参数名称行配置数据采集仪及MATLAB软件。所配数据采集仪采用市售德国HBM公司生产的Dimension 4i型数据采集仪，所配MATLAB软件采用迈斯沃克软件(北京)有限公司生产的MATLAB R2009a软件。使用所配置的数据采集仪采集汽轮机调节系统现场实测原始数据，生成实测原始数据文件；然后使用常规方法，通过上述MATLAB软件内置函数将所述汽轮机调节系统参数实测原始数据文件的非小写英文字符全部转换为小写英文字符。再从该汽轮机调节系统参数实测原始数据文件的首行开始，使用常规方法，通过上述MATLAB软件内置函数查找每一行中是否同时存在能表征采集时间的特征字符串和能表征转速偏差的特征字符串，即将采集时间参数的特征字符串和转速偏差参数的特征字符串组合起来，对从首行开始的每一行逐一查找是否同时存在“time”和“rmp ”、“hz”、“err”、“freq”、“pin”五个字符串中的任意一个字符串。满足上述条件，则该行即该参数名称行停止继续往下读取；(2)、提取各参数名称字符串提取步骤(I)所得参数名称行，使用常规方法，通过 步骤(I)所配置MATLAB软件内置函数获取该参数名称行中被空格隔开的各个独立字符串，即为各参数名称的字符串；将每一个独立字符串作为变量名按其在原始数据文件中的排列顺序进行存储；(3)、获取参数实际名称变量对汽轮机调节系统参数实测所需采集的15个参数分别建立参数名称特征字符串如下为采集时间参数建立的参数名称特征字符串为；为转速偏差参数建立的参数名称特征字符串为“rmp”、“hZ”、“err”、“freq”、“pin”；为流量指令参数建立的参数名称特征字符串为“ref”、“dmd”、“fl” ；为有功功率参数建立的参数名称特征字符串为“mW”、“gonglV” ；为主汽压力参数建立的参数名称特征字符串为“Zq”、“main” ；为调节压力参数建立的参数名称特征字符串为；为高排压力参数建立的参数名称特征字符串为“gp”、“hp” ；为热再压力参数建立的参数名称特征字符串为“rZ”、“Zr” ；为中排压力参数建立的参数名称特征字符串为“zp”、“mp” ；为CVl反馈参数建立的参数名称特征字符串为“Vl”、“lfb” ；为CV2反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v2”、“2fb” ；为CV3反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v3”、“3fb” ；为CV4反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v4”、“4fb” ；为CV5反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v5”、“5fb” ；为CV6反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v6”、“6fb”。搜索步骤(2)所提取的参数名称字符串，逐一查找所述参数名称字符串是否包含以上参数名称特征字符串查找结果显示所述参数名称字符串仅包含其中一个参数名称特征字符串，将该参数名称特征字符串的变量名称修改为对应的实际参数名称；(4)、舍弃“参数名称行”的下一行忽略步骤⑴所得参数名称行的下一行，直接进行步骤(5)；
(5)、提取并分配各参数实测数据使用常规方法，通过步骤(I)所配置MATLAB软件内置函数同时读取参数名称行之后的第二行开始的所有剩余数据，并将各列剩余数据按其在原始数据文件中的排列顺序，赋值给步骤(3)所得的参数实际名称变量，从而获得分配后的各参数实测数据；(6)、计算数据采集周期提取步骤(5)所获采集时间数据列，提取3个相邻的采集时间数据，依次分别相减，计算出各所得差的均值，再对小数部分进行四舍五入后即获得数据采集周期值。上述步骤(5)所得分配后的各参数实测数据及本步骤所得数据采集周期值，即为本发明的汽轮机调节系统参数实测原始数据格式规范化处理结果。实施例2 (I)、查找参数名称行配置数据采集仪及MATLAB软件。所配数据采集仪采用市售德国HBM公司生产的Dimension 4i型数据采集仪，所配MATLAB软件采用迈斯沃克软件(北京)有限公司生产的MATLAB R2009a软件。使用所配置的数据采集仪采集汽轮机调节系统 现场实测原始数据，生成实测原始数据文件；然后使用常规方法，通过上述MATLAB软件内置函数将所述汽轮机调节系统参数实测原始数据文件的非小写英文字符全部转换为小写英文字符。再从该汽轮机调节系统参数实测原始数据文件的首行开始，使用常规方法，通过上述MATLAB软件内置函数查找每一行中是否同时存在能表征采集时间的特征字符串和能表征转速偏差的特征字符串，即将采集时间参数的特征字符串和转速偏差参数的特征字符串组合起来，对从首行开始的每一行逐一查找是否同时存在“time”和“rmp ”、“hz”、“err”、“freq”、“pin”五个字符串中的任意一个字符串。不满足上述条件，继续往下读取，直至找到参数名称行，或找到汽轮机调节系统参数实测原始数据文件的末行；(2)、提取各参数名称字符串提取步骤(I)所得参数名称行，使用常规方法，通过步骤(I)所配置MATLAB软件内置函数获取该参数名称行中被分号隔开的各个独立字符串，即为各参数名称的字符串；将每一个独立字符串作为变量名按其在原始数据文件中的排列顺序进行存储；(3)、获取参数实际名称变量对汽轮机调节系统参数实测所需采集的15个参数分别建立参数名称特征字符串如下为采集时间参数建立的参数名称特征字符串为；为转速偏差参数建立的参数名称特征字符串为“rmp”、“hZ”、“err”、“freq”、“pin”；为流量指令参数建立的参数名称特征字符串为“ref”、“dmd”、“fl” ；为有功功率参数建立的参数名称特征字符串为“mW”、“gonglV” ；为主汽压力参数建立的参数名称特征字符串为“Zq”、“main” ；为调节压力参数建立的参数名称特征字符串为；为高排压力参数建立的参数名称特征字符串为“gp”、“hp” ；为热再压力参数建立的参数名称特征字符串为“rZ”、“Zr” ；为中排压力参数建立的参数名称特征字符串为“zp”、“mp” ；为CVl反馈参数建立的参数名称特征字符串为“vl”、“lfb” ；为CV2反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v2”、“2fb” ；为CV3反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v3”、“3fb” ；
为CV4反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v4”、“4fb” ；为CV5反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v5”、“5fb” ；为CV6反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v6”、“6fb”。搜索步骤(2)所提取的参数名称字符串，逐一查找所述参数名称字符串是否包含以上参数名称特征字符串查找结果显示所述参数名称字符串没有包含其中任一参数名称特征字符串，或包含其中2个及以上参数名称特征字符串，不修改其名称，将所述参数名称字符串的查找结果信息记录在案；步骤(4) (5)同实施例I ；(6)、计算数据采集周期提取步骤(5)所获采集时间数据列，提取4个相邻的采集时间数据，依次分别相减，计算出各所得差的均值，再对小数部分进行四舍五入后即获得数 据采集周期值。上述步骤(5)所得分配后的各参数实测数据及本步骤所得数据采集周期值， 即为本发明的汽轮机调节系统参数实测原始数据格式规范化处理结果。
权利要求
1.一种汽轮机调节系统参数实测原始数据格式规范化处理方法，该方法包括下述步骤 (1)、查找参数名称行配置数据采集仪及MATLAB软件，使用所配置的数据采集仪现场采集汽轮机调节系统实测原始数据，生成实测原始数据文件，然后使用常规方法，通过上述MATLAB软件内置函数将所述汽轮机调节系统参数实测原始数据文件的非小写英文字符全部转换为小写英文字符，再从该汽轮机调节系统参数实测原始数据文件的首行开始，使用常规方法，通过上述MATLAB软件内置函数查找每一行中是否同时存在能表征采集时间的特征字符串和能表征转速偏差的特征字符串，即将采集时间参数的特征字符串和转速偏差参数的特征字符串组合起来，对从首行开始的每一行逐一查找是否同时存在“time”和“rmp”、“hz”、“err”、“freq”、“pin”五个字符串中的任意一个字符串，若满足上述条件，则该行即该参数名称行，停止继续往下读取；若不满足上述条件，则继续往下读取，直至找到参数名称行，或找到汽轮机调节系统参数实测原始数据文件的末行； (2)、提取各参数名称字符串提取步骤(I)所得参数名称行，使用常规方法，通过步骤(I)所配置MATLAB软件内置函数获取该参数名称行中被空格或逗号或分号隔开的各个独立字符串，即为各参数名称的字符串；将每一个独立字符串作为变量名按其在原始数据文件中的排列顺序进行存储； (3)、获取参数实际名称变量对汽轮机调节系统参数实测所需采集的15个参数分别建立参数名称特征字符串如下 为采集时间参数建立的参数名称特征字符串为； 为转速偏差参数建立的参数名称特征字符串为“rmp”、“hz”、“err”、“freq”、“pin”； 为流量指令参数建立的参数名称特征字符串为“ref”、“dmd”、“fl” ； 为有功功率参数建立的参数名称特征字符串为“mW”、“gonglV” ； 为主汽压力参数建立的参数名称特征字符串为“zq”、“main” ； 为调节压力参数建立的参数名称特征字符串为 为高排压力参数建立的参数名称特征字符串为“gp”、“hp” ； 为热再压力参数建立的参数名称特征字符串为“rz”、“zr” ； 为中排压力参数建立的参数名称特征字符串为“zp”、“mp” ； 为CVl反馈参数建立的参数名称特征字符串为“vl”、“lfb” ； 为CV2反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v2”、“2fb” ； 为CV3反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v3”、“3fb” ； 为CV4反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v4”、“4fb” ； 为CV5反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v5”、“5fb” ； 为CV6反馈参数建立的参数名称特征字符串为“v6”、“6fb”， 搜索步骤(2)所提取的参数名称字符串，逐一查找所述参数名称字符串是否包含以上参数名称特征字符串若查找结果显示所述参数名称字符串仅包含其中一个参数名称特征字符串，则将该参数名称特征字符串的变量名称修改为对应的实际参数名称；若查找结果显示所述参数名称字符串没有包含其中任一参数名称特征字符串，或包含其中2个及以上参数名称特征字符串，则不修改其名称，而是将所述参数名称字符串的查找结果信息记录在案；(4)、舍弃“参数名称行”的下一行舍弃步骤(I)所得参数名称行的下一行，直接进行步骤(5)； (5)、提取并分配各参数实测数据使用常规方法，通过步骤(I)所配置MATLAB软件内置函数同时读取参数名称行之后的第二行开始的所有剩余数据，并将各列剩余数据按其在原始数据文件中的排列顺序，赋值给步骤(3)所得的参数实际名称变量，从而获得分配后的各参数实测数据； (6)、计算数据采集周期提取步骤(5)所获采集时间数据列，提取3个相邻的采集时间数据或4个相邻的采集时间数据，依次分别相减，计算出各所得差的均值，再对小数部分进行四舍五入后即获得数据采集周期值，上述步骤(5)所得分配后的各参数实测数据及本步 骤所得数据采集周期值，即为本发明的汽轮机调节系统参数实测原始数据格式规范化处理结果。
全文摘要
本发明介绍了一种汽轮机调节系统参数实测原始数据格式规范化处理方法，该方法包括下述步骤(1)查找参数名称行；(2)提取各参数名称字符串；(3)获取参数实际名称变量；(4)舍弃“参数名称行”的下一行；(5)提取并分配各参数实测数据；(6)计算数据采集周期。该方法根据各种常见格式汽轮机调节系统参数实测原始数据文件的特征，方便、迅速地剔除对参数辨识无用的信息和数据，并将有用的数据整理成有规律的、固定的格式，从而避免了传统的处理方式容易出现的错误，大幅提高了参数辨识的工作效率和辨识精度，有利于电网的稳定性分析计算。
文档编号G05B17/02GK102968061SQ20121047889
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者朱晓星, 张建玲, 盛锴, 刘武林 申请人:湖南省电力公司科学研究院, 湖南省湘电试验研究院有限公司, 国家电网公司