燃气轮机燃烧稳定性优化控制方法和系统与流程

本发明涉及参数优化控制，具体涉及一种燃气轮机燃烧稳定性优化控制方法和系统。

背景技术：

1、燃气轮机发电技术具有高效率、低排放、灵活性强等优势，在清洁能源的发展中占据重要地位。燃气轮机主要由压气机、燃烧室和透平组成，其基本工作过程如下：压气机从外界大气环境吸入空气，并经过轴流式压气机逐级压缩使之增压，同时空气温度也相应提高；压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体；然后再进入到透平中膨胀做功，推动涡轮带动压气机和外负荷转子一起高速旋转，实现了气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功，并输出电功。

2、在燃气轮机的各项性能中，燃烧稳定性是发电效率、设备稳定性和寿命等的重要影响因素。因此，如何实现燃气轮机燃烧稳定性的优化是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、根据本发明设计人的研究，在燃气轮机的硬件设备正常运行的情况下，影响其燃烧稳定性的主要有环境因素和燃料流量、空气流量的因素。在目前的燃气轮机燃烧稳定性优化控制方案中，有些方案以当前或历史燃料流量、空气流量作为后续二者流量的调节依据，这一般是将当前或历史的燃气轮机的燃烧状态默认为是稳定的，而如果实际上并非如此，那么依据当前或历史的流量数据进行的调节，会不断增大燃烧不稳定性，很容易达到严重影响设备正常运行甚至损坏设备的地步。

2、鉴于此，本发明提出了一种燃气轮机燃烧稳定性优化控制方法和系统，能够有效优化燃气轮机的燃烧稳定性，从而有效保证燃气轮机的工作效率、设备稳定性并延长燃气轮机的寿命。

3、本发明采用的技术方案如下：

4、一种燃气轮机燃烧稳定性优化控制方法，包括以下步骤：s1，获取当前的环境参数和所述燃气轮机的稳定性参数的目标值；s2，构建多个燃料流量和空气流量的数据组合；s3，根据所述当前环境参数和每个所述数据组合预估对应的稳定性参数，得到多个稳定性参数的预估值；s4，选定多个所述预估值中与所述目标值之间差距最小的预估值作为最准预估值，并判断所述最准预估值与所述目标值之间的差距是否小于预设阈值，若是，则执行步骤s5，否则返回步骤s2；s5，以所述最准预估值对应的数据组合设定下一时段所述燃气轮机的燃料流量和空气流量。

5、在步骤s2至步骤s4的第一轮次中，步骤s2包括：根据燃料流量的最大值、燃料流量的最小值和预设的燃料流量的第一轮次第一步长，得到多个燃料流量的第一轮次取值；根据空气流量的最大值、空气流量的最小值和预设的空气流量的第一轮次第二步长，得到多个空气流量的第一轮次取值；将每个燃料流量的第一轮次取值与每个空气流量的第一轮次取值两两组合，得到多个数据组合。

6、在步骤s2至步骤s4的第i轮次中，步骤s2包括：以第i-1轮次中的最准预估值对应的数据组合为基准组合，其中，i为大于1的整数；将所述基准组合中的燃料流量以预设序列和第i轮次第一步长向两端延伸，得到多个燃料流量的第i轮次取值，其中，第i轮次第一步长小于第i-1轮次第一步长，每个燃料流量的第i轮次取值均处于燃料流量的最小值至最大值的范围之内；将所述基准组合中的空气流量以预设序列和第i轮次第二步长向两端延伸，得到多个空气流量的第i轮次取值，其中，第i轮次第二步长小于第i-1轮次第二步长，每个空气流量的第i轮次取值均处于空气流量的最小值至最大值的范围之内；将每个燃料流量的第i轮次取值与每个空气流量的第i轮次取值两两组合，得到多个数据组合。

7、所述预设序列为卢卡斯序列，自所述卢卡斯序列的第一个元素开始取n，通过将所述基准组合中的燃料流量分别加上和减去n倍的第i轮次第一步长，以将所述基准组合中的燃料流量向两端延伸；自所述卢卡斯序列的第一个元素开始取n，通过将所述基准组合中的空气流量分别加上和减去n倍的第i轮次第二步长，以将所述基准组合中的空气流量向两端延伸。

8、在步骤s3中，通过将所述当前环境参数和每个所述数据组合输入预先训练的深度学习模型，输出对应的稳定性参数的预估值。

9、所述环境参数包括环境温度、环境湿度和气压。

10、所述燃气轮机的稳定性参数为燃烧室压力、透平排气温度或转速变化率中的一个或至少两个的加权值。

11、一种燃气轮机燃烧稳定性优化控制系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现所述的燃气轮机燃烧稳定性优化控制方法。

12、本发明的有益效果：

13、本发明通过设定燃气轮机的稳定性参数的目标值，并根据构建的燃料、空气流量组合对稳定性参数进行预估，以及判断稳定性参数的预估值是否接近目标值，在接近目标值时以相应的燃料、空气流量组合对燃气轮机进行控制，由此，能够有效优化燃气轮机的燃烧稳定性，从而有效保证燃气轮机的工作效率、设备稳定性并延长燃气轮机的寿命。

技术特征：

1.一种燃气轮机燃烧稳定性优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧稳定性优化控制方法，其特征在于，在步骤s2至步骤s4的第一轮次中，步骤s2包括：

3.根据权利要求2所述的燃气轮机燃烧稳定性优化控制方法，其特征在于，在步骤s2至步骤s4的第i轮次中，步骤s2包括：

4.根据权利要求3所述的燃气轮机燃烧稳定性优化控制方法，其特征在于，所述预设序列为卢卡斯序列，自所述卢卡斯序列的第一个元素开始取n，通过将所述基准组合中的燃料流量分别加上和减去n倍的第i轮次第一步长，以将所述基准组合中的燃料流量向两端延伸；自所述卢卡斯序列的第一个元素开始取n，通过将所述基准组合中的空气流量分别加上和减去n倍的第i轮次第二步长，以将所述基准组合中的空气流量向两端延伸。

5.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧稳定性优化控制方法，其特征在于，在步骤s3中，通过将所述当前环境参数和每个所述数据组合输入预先训练的深度学习模型，输出对应的稳定性参数的预估值。

6.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧稳定性优化控制方法，其特征在于，所述环境参数包括环境温度、环境湿度和气压。

7.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧稳定性优化控制方法，其特征在于，所述燃气轮机的稳定性参数为燃烧室压力、透平排气温度或转速变化率中的一个或至少两个的加权值。

8.一种燃气轮机燃烧稳定性优化控制系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现根据权利要求1-7中任一项所述的燃气轮机燃烧稳定性优化控制方法。

技术总结
本发明涉及参数优化控制技术领域，提供一种燃气轮机燃烧稳定性优化控制方法和系统，所述方法包括以下步骤：S1，获取当前的环境参数和所述燃气轮机的稳定性参数的目标值；S2，构建多个燃料流量和空气流量的数据组合；S3，根据所述当前环境参数和每个所述数据组合预估对应的稳定性参数，得到多个稳定性参数的预估值；S4，选定多个所述预估值中与所述目标值之间差距最小的预估值作为最准预估值，并判断所述最准预估值与所述目标值之间的差距是否小于预设阈值，若是，则执行步骤S5，否则返回步骤S2；S5，以所述最准预估值对应的数据组合设定下一时段所述燃气轮机的燃料流量和空气流量。本发明能够有效优化燃气轮机的燃烧稳定性。

技术研发人员：蔡晓清
受保护的技术使用者：江苏华电仪征热电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/20