【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能励磁控制，具体为一种基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法及系统。
技术介绍
1、在现代能源系统管理中，火电机组的运行效率和稳定性至关重要，随着全球对能效标准和环境影响的日益关注，火电站面临着提高运行效率和降低环境污染的双重挑战，火电机组的励磁系统作为调节发电机输出电压和改善电能质量的关键组成部分，其性能直接影响整个发电系统的稳定性和效率，历史上，励磁系统的控制方法主要依赖于经典的pid控制策略，这种策略虽然简单可靠，但在面对复杂的动态环境和多变的负载条件时，往往表现不够灵活和高效，
2、尽管现有的智能励磁控制技术在多方面已经取得了显著进展，但仍存在一些局限性和挑战，首先，现有技术通常依赖于静态的控制策略和预设的参数，这在一定程度上限制了系统应对复杂和动态变化条件的能力，例如，当电网负载波动或环境条件变化时，传统的励磁控制系统可能无法及时调整，导致发电效率下降或系统稳定性问题。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：现有的智能励磁控制方法存在稳定性低，效率低，可靠性低，以及如何处理不同火电机组子系统间的相互作用，使得系统能够在全局层面上进行自适应调整的问题。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法，包括实时收集和共享不同系统的运行数据，建立通信协议进行子系统的数据交换和控制；子系统通过实时数据进行相互调节和优化，构建
4、作为本专利技术所述的基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法的一种优选方案，其中：所述实时收集和共享不同系统的运行数据包括对火电机组中的励磁系统、蒸汽压力控制系统、冷却系统、发电效率监测系统进行原始数据采集，对原始数据进行预处理，包括去除异常值、填补缺失数据、数据标准化，将预处理后的数据存储在数据库中，进行数据管理。
5、作为本专利技术所述的基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法的一种优选方案，其中：所述进行子系统的数据交换和控制包括分析系统间交互的需求，包括数据类型、数据量、交互频率和交互的安全性要求，设计通信协议的结构，包括进行数据编码，对数据源中的每个字符的出现频率进行统计，字符的集合c表示为：
6、c＝{c1，c2，...，cn}
7、其中，cn表示第n个字符，每个字符ci的出现频率为f(ci)，i＝1，...，n，为每个字符创建一个节点，将节点的频率作为权重，将所有节点放入一个优先队列，每次从队列中取出两个频率最低的节点，创建一个新节点作为父节点，新节点频率为取出的两个子节点频率的和，将新节点放回队列，重复取出过程，直到队列中剩下一个节点作为哈夫曼树的根节点，a为构建的哈夫曼树，在火电机组的数据传输中，计算编码长度l(ci)，表示为：
8、l(ci)＝depth of ci in a
9、其中，depth表示深度，字符ci在哈夫曼树a中的深度等于从哈夫曼树的根节点到达字符ci所在叶节点的路径中的边的数量，平均编码长度l为所有字符编码长度的加权平均，权重为各字符的出现频率，计算平均编码长度表示为：
10、
11、其中，i为字符的索引符号，通过数据编码，对火电机组的数据进行压缩；通过数据传输的性能需求和实际条件，选择传输媒介和技术，设计通信协议的安全措施，包括加密、认证、数据完整性和访问控制，记录通信协议的所有细节和操作指南，形成标准文档，实时监控通信协议的性能，包括数据传输速度、错误率和安全性。
12、作为本专利技术所述的基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法的一种优选方案，其中：所述构建多目标优化算法包括火电机组中的励磁系统、蒸汽压力控制系统、冷却系统、发电效率监测系统基于通信协议交换数据，通过交换时的实时数据进行相互调节和优化；通过最大化输出功率与输入能耗的比例，结合电压波动的影响，构建励磁系统目标函数f1(x)，表示为：
13、
14、其中，vout表示输出电压，re表示电阻值，ie表示励磁电流，δv表示电压波动，vref表示参考电压值；通过最小化设定压力与实际压力间的差异，并结合温度控制，构建蒸汽压力控制系统目标函数f2(x)，表示为：
15、
16、其中，pset表示设定压力，pactual表示实际压力，tactual表示实际温度，tset表示设定温度，σ(.)为标准偏差函数，表示压力的稳定性；通过最大化冷却效率，结合进出水温差进行冷却效果评估，构建冷却系统目标函数f3(x)，表示为：
17、
18、其中，tin表示进水温度，tout表示出水温度，ecool表示冷却能耗，β表示冷却效率系数，反映冷却能效；通过最大化发电量与消耗能量的比，结合二氧化碳排放，构建发电效率监测系统目标函数f4(x)，表示为：
19、
20、其中，pgenerated表示发电量，econsumed表示消耗的总能量，co2表示产生的二氧化碳量，co2，ref表示参考二氧化碳排放量。
21、作为本专利技术所述的基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法的一种优选方案，其中：所述构建多目标优化算法还包括基于火电机组的多系统协同控制，结合火电机组子系统的约束条件，构建综合多目标优化函数l(x)，表示为：
22、
23、其中，x表示所有子系统的控制变量，λ1表示励磁系统目标函数平衡乘数，λ2表示蒸汽压力控制系统目标函数平衡乘数，λ3表示冷却系统目标函数平衡乘数，λ4表示发电效率监测系统目标函数平衡乘数，λl+4表示平衡第l+4个不等式约束的乘数，μj表示平衡第j个等式约束的乘数，gl(x)表示第1个不等式约束条件，满足gl(x)≥0，k表示不等式约束条件数量，hj(x)表示第j个等式约束条件，满足hj(x)＝0，包括能量守恒和物料平衡，m表示等式约束条件数量；当gl(x)＝pmax-pactual≥0时，不等式约束条件表示安全操作界限，实际压力pactual不超过最大安全压力pmax；当gl(x)＝ηmin-η(x)≥0时，不等式约束条件表示设备运行效率下限，系统效率η(x)不低于最小效率ηmin；当hj(x)＝einput-eoutput-eloss＝0时，等式约束条件表示能量守恒，输入能量einput等于输出能量eoutput加上能量损失eloss；当hj(x)＝min-mout＝0时，等式约束条件表示物料平衡，进入系统的物质量min等于输出的物质量mout；通过调整最优解x对火电机组不同子系统的运行参数进行设置。
24、作为本专利技术所述的基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法的一种优选方案，其中：所述集成故障检测算法包括通过实时监控火电机组中的励磁系统的参数，使用状态估计进行预测和校正励磁系统，识别出偏离正常运行条件的行本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法，其特征在于：所述实时收集和共享不同系统的运行数据包括对火电机组中的励磁系统、蒸汽压力控制系统、冷却系统、发电效率监测系统进行原始数据采集，对原始数据进行预处理，包括去除异常值、填补缺失数据、数据标准化，将预处理后的数据存储在数据库中，进行数据管理。
3.如权利要求2所述的基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法，其特征在于：所述进行子系统的数据交换和控制包括分析系统间交互的需求，包括数据类型、数据量、交互频率和交互的安全性要求，设计通信协议的结构，包括进行数据编码，对数据源中的每个字符的出现频率进行统计，字符的集合C表示为：
4.如权利要求3所述的基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法，其特征在于：所述构建多目标优化算法包括火电机组中的励磁系统、蒸汽压力控制系统、冷却系统、发电效率监测系统基于通信协议交换数据，通过交换时的实时数据进行相互调节和优化；
5.如权利要求4所述的基于协同优化的火电机组智能励磁控制
6.如权利要求5所述的基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法，其特征在于：所述集成故障检测算法包括通过实时监控火电机组中的励磁系统的参数，使用状态估计进行预测和校正励磁系统，识别出偏离正常运行条件的行为，火电机组的励磁系统的故障检测算法表示为：
7.如权利要求6所述的基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法，其特征在于：所述调整励磁参数进行火电机组运行优化包括通过对火电机组的励磁系统正常运行数据的残差进行统计分析，计算残差均值和残差标准差设置故障阈值θ识别并响应励磁系统的问题，表示为：
8.一种采用如权利要求1～7任一所述的基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法的系统，其特征在于：包括数据处理模块，协同优化模块，故障检测模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法，其特征在于：所述实时收集和共享不同系统的运行数据包括对火电机组中的励磁系统、蒸汽压力控制系统、冷却系统、发电效率监测系统进行原始数据采集，对原始数据进行预处理，包括去除异常值、填补缺失数据、数据标准化，将预处理后的数据存储在数据库中，进行数据管理。
3.如权利要求2所述的基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法，其特征在于：所述进行子系统的数据交换和控制包括分析系统间交互的需求，包括数据类型、数据量、交互频率和交互的安全性要求，设计通信协议的结构，包括进行数据编码，对数据源中的每个字符的出现频率进行统计，字符的集合c表示为：
4.如权利要求3所述的基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法，其特征在于：所述构建多目标优化算法包括火电机组中的励磁系统、蒸汽压力控制系统、冷却系统、发电效率监测系统基于通信协议交换数据，通过交换时的实时数据进行相互调节和优化；
5.如权利要求4所述的基于协同优化的火电机组智能励磁控制方法，其特征在于：所述构建多目标优化算法还包括基于火电机组的多系统协同控制，结合火电机组子系统的约束条件...
【专利技术属性】
技术研发人员：许林波，刘刚，张浙波，邱悦，赵力航，虞儒新，陈新琪，蔡庆峰，杨磊，许燕飞，赵慧勉，顾旭斌，于颖，曹丹，许其品，杨玲，汤雪飞，林元飞，朱宏超，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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