一种基于RBF网络的锅炉汽包水位报警方法技术

本发明专利技术涉及一种基于RBF网络的锅炉汽包水位报警方法，将三套水位计的测量值作为输入参数，并将与其对应的水位计测量值报警等级作为输出参数，选取一定数量的训练数据用于构建RBF网络；给出水位计的测量值对不同报警等级的隶属度函数，对训练数据中作为样本输入的三个水位计的测量值进行模糊化；模糊化的三个水位计的测量值作为RBF网络的输入，取对应水位测量样本的报警值作为RBF网络的输出，送入RBF网络进行训练，得到RBF网络的训练结果；运用训练好的RBF网络进行锅炉汽包水位的报警等级判断。此方法提高锅炉汽包水位报警的准确性，保证锅炉的安全、高效运行。将RBF网络应用于水位报警判断，具有构建网络更加快速及更好抗干扰性，改善了目前报警方法的局限性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种基于RBF网络的锅炉汽包水位报警方法，将三套水位计的测量值作为输入参数，并将与其对应的水位计测量值报警等级作为输出参数，选取一定数量的训练数据用于构建RBF网络；给出水位计的测量值对不同报警等级的隶属度函数，对训练数据中作为样本输入的三个水位计的测量值进行模糊化；模糊化的三个水位计的测量值作为RBF网络的输入，取对应水位测量样本的报警值作为RBF网络的输出，送入RBF网络进行训练，得到RBF网络的训练结果；运用训练好的RBF网络进行锅炉汽包水位的报警等级判断。此方法提高锅炉汽包水位报警的准确性，保证锅炉的安全、高效运行。将RBF网络应用于水位报警判断，具有构建网络更加快速及更好抗干扰性，改善了目前报警方法的局限性。【专利说明】一种基于RBF网络的锅炉汽包水位报警方法
本专利技术涉及一种电厂热工测量，特别涉及一种基于RBF网络的锅炉汽包水位报警 方法。
技术介绍
锅炉汽包水位是锅炉控制系统的一个重要参数，关系到电厂的安全经济运行，特 别是对高参数、大容量的锅炉，随时准确监视汽包水位的变化十分重要。锅炉汽包水位过高 会影响锅炉汽包内的汽水分离，使蒸汽带水过多，损坏汽轮机叶片；水位过低会致使锅炉内 的汽水循环受到改变，造成锅炉水冷壁缺水，而使受热面爆破，引起重大操作事故。火力发 电是我国主要的发电方式，电站锅炉作为火力电站的三大主机设备之一，是工业过程中不 可缺少的动力设备，肩负着重大的使命。保证锅炉汽包水位在正常范围内工作，又是保证锅 炉稳定高效运行的基础，具有相当的重要性和意义。因此，国家电力公司在2000年9月28 日以国电发（2000)589号文下发的《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》（以下简 称《二十五项反措》）中增加了第八项"防止锅炉汽包满水和缺水事故"，接着又于2001年12 月20日以国电发（2001) 95号文印发了《国家电力公司电站锅炉汽包水位测量系统配置、 安装和使用若干规定(试行)》。 目前，对于锅炉汽包水位的监测大多采用三个差压水位计"三取二"的高低保护逻 辑方案，同时将"三取中"信号作为汽包水位自动调节保护的逻辑方案。此汽包水位的逻辑 方式，在实际运行中存在一定问题：锅炉启动初期和停炉过程中，汽包水位保护往往不能投 入，因为差压变送器的参比水位不能可靠形成。同一机组不同水位计测量结果可能存在较 大偏差。只要汽包水位差压变送器有一个存在问题，进行处理时，解列给水自动的同时，往 往要解除汽包水位保护等。1990年1月25日，河南新乡电厂2号锅炉发生满水事故。在锅 炉灭火后恢复过程中，给水调节门漏流大，未能有效检测控制水位，造成汽包满水，气温急 剧下降，导致气缸等静止部件变形，汽机大轴弯曲断裂。由此可见，准确监测锅炉汽包水位， 对汽包水位准确报警是锅炉保护的主要手段之一，具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术是针对电厂发电机组的锅炉汽包水位报警系统现存在的问题，提出了一种 基于RBF网络的锅炉汽包水位报警方法，提高发电机组锅炉汽包水位报警的准确度和可靠 性，确保机组安全和高效运行具有重要作用。 本专利技术的技术方案为：一种基于RBF网络的锅炉汽包水位报警方法，具体包括如 下步骤： 1) 运行数据的获取：采用三套压差水位计测量的方式测量锅炉汽包水位，将三套水位 计的测量值作为输入参数，并将与其对应的水位计测量值报警等级作为输出参数，选取一 定数量的训练数据用于构建RBF网络； 2) 数据的处理：采用模糊集合给出水位计的测量值对应于不同报警等级的程度，即给 出水位计的测量值对不同报警等级的隶属度函数，对训练数据中作为样本输入的三个水位 计的测量值进行模糊化； 3) 将步骤2)中模糊化的三个水位计的测量值作为RBF网络的输入，取对应水位测量样 本的报警值作为RBF网络的输出，送入RBF网络进行训练，得到RBF网络的训练结果； 4) 锅炉汽包水位的报警判断：将测试锅炉汽包水位数据根据步骤2)进行模糊化后，送 入步骤3)训练好的RBF网络，可得锅炉汽包水位的报警等级。 本专利技术的有益效果在于：本专利技术基于RBF网络的锅炉汽包水位报警方法，可以提 高锅炉汽包水位报警的准确性，可以帮助保护系统自动判别锅炉汽包水位的报警等级，做 出相应的保护动作，并通知运行人员采取相应措施，保证锅炉的安全、高效运行。其更重要 的意义在于将RBF网络应用于水位报警判断，具有构建网络更加快速及更好的抗干扰性 能，有效改善了目前报警方法的局限性。 【专利附图】【附图说明】 图1为RBF网络的结构图； 图2为无监督学习框图； 图3为有监督学习框图； 图4为本专利技术RBF神经网络训练结果图。 【具体实施方式】 通过构建锅炉汽包水位报警的RBF (径向基函数)网络模型，在分析汽包水位实际 运行数据，并对其进行数据处理的基础上，给出锅炉汽包水位报警的判断依据。 锅炉汽包水位报警是当汽包水位超过或低于设定阈值时，发出水位报警信号的系 统。由于锅炉汽包水位测量的不确定性，该系统的输入与输出之间呈非线性映射关系，通 过将RBF网络应用于锅炉汽包水位报警，可以使锅炉汽包水位报警具有准确度高，鲁棒性 好，容错性好，反应速度快等优点。
技术实现思路
主要包括了以下四点，具体如下所示： 1、运行数据的获取： 目前，电厂对于锅炉汽包水位大多采用三套压差水位计测量的方式测量。将三套水位 计的测量值作为输入参数，并将与其对应的报警等级作为输出参数。 确定锅炉汽包水位报警系统的参数之后，就需要获取这些参数的运行数据。目前 电厂数据一般都是统一通过DCS进行采集和保存的，可以通过相应的软件，实现从DCS系统 采集数据的目的。 对采集的数据进行分析，选取一定数量的训练数据和一定数量的测试数据，训练 数据用于构建RBF网络，再用测试数据验证其应用效果。 2、数据的处理： 由于每个报警等级对应于水位计测量值的一个范围，而锅炉汽包水位受多种因素的影 响，有时水位计的测量值很难准确反映锅炉汽包的真实水位。因此为了能够更好的描述水 位计所反映的信息，采用模糊集合给出水位计的测量值对应于不同报警等级的程度。 集合一般指具有某种属性的、确定的、彼此间可以区别的事物的全体。组成集合的 事物称为集合的元素。被考虑对象的所有元素的全体称为论域，用大写字母V表示。 给定论域到闭区间的任一映射/? μΑ : (1) 都确定V的一个模糊集合儿/?称为模糊集合J的隶属函数，它反应了模糊集合中的元 素属于该集合的程度。 隶属函数是对模糊概念的定量描述，是运用模糊集合理论解决实际问题的基础。 它一般是根据经验或统计进行确定，也可以由专业、权威人士给出。 3、RBF网络的构建与训练 通过已确定的隶属度函数得到模糊化的输入数据之后，以此构建RBF网络。RBF网络的 结构如图1所示。 构建RBF网络的基本思想是：用径向基函数作为隐单元的"基"构成隐含层空间， 以便将输入矢量直接（即不通过权连接）映射到隐含层空间。当径向基函数的中心点确定 后，这种映射关系也就确定了。而隐含层空间到输出空间的映射是线性的，即网络的输出是 隐单元输出的线性加权和。此处的权即为网络本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于RBF网络的锅炉汽包水位报警方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1）运行数据的获取：采用三套压差水位计测量的方式测量锅炉汽包水位，将三套水位计的测量值作为输入参数，并将与其对应的水位计测量值报警等级作为输出参数，选取一定数量的训练数据用于构建RBF网络；2）数据的处理：采用模糊集合给出水位计的测量值对应于不同报警等级的程度，即给出水位计的测量值对不同报警等级的隶属度函数，对训练数据中作为样本输入的三个水位计的测量值进行模糊化；3）将步骤2）中模糊化的三个水位计的测量值作为RBF网络的输入，取对应水位测量样本的报警值作为RBF网络的输出，送入RBF网络进行训练，得到RBF网络的训练结果；4）锅炉汽包水位的报警判断：将测试锅炉汽包水位数据根据步骤2）进行模糊化后，送入步骤3）训练好的RBF网络，可得锅炉汽包水位的报警等级。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏飞，张浩，彭道刚，章俊辉，陈佳楠，郝硕涛，禹腾超，权亚蕾，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海;31