【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃气轮机，具体涉及一种基于代理模型的燃气轮机组监测方法。
技术介绍
1、燃气轮机广泛应用于天然气传输和发电、船舶等领域，并作为核心部件发挥着重要作用，但是由于其复杂的结构和较为恶劣的工作条件，使其成为整个设备系统中故障多发部件，一旦发生故障，将会造成机组性能下降，严重的还需要停机维修，影响电厂经济性。因此，为了提高其运行稳定性，减少事故发生，对燃气轮机进行在线监测，实现故障提前预警就显得尤为重要。
2、燃气轮机状态监测的方法有很多种，例如燃机叶片温度状态的监测，声音监测燃气轮机状态，基于油液光谱分析对燃气轮机润滑系统状态进行监测，燃气轮机性能监测，燃气轮机振动监测等。常规机组在线监测，一般需要额外安装在线监测系统，涉及到反复迭代计算，耗时且容易不收敛。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种基于代理模型的燃气轮机组监测方法，能够在不额外增加测点的情况下，实现燃气轮机在线监测功能，模型计算方便快捷，无需反复迭代计算，准确度高。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种基于代理模型的燃气轮机组监测方法，包括以下步骤：
3、s1、建立燃气轮机组的仿真模型；
4、s2、仿真模型标定：利用实际燃气轮机组的性能试验数据进行仿真模型标定，确保仿真模型的精度满足要求；
5、s3、确定用于监测燃气轮机组性能的参数，记为监测性能参数，包括燃机功率、燃机效率、压气机压比和压气机等熵效率指
6、s4、代理模型生成：以x代表各项监测性能参数，对于每项监测性能参数，都按照下述方式生成代理模型：
7、s41、设定运行工况条件范围，包括排气温度egt的范围、环境温度t的范围、环境压力p的范围、压气机进口导叶开度igv的范围和环境相对湿度phi的范围；
8、s42、在运行工况条件范围内选择n1个egts、n2个ts、n3个ps、n4个igvs和n5个phis作为仿真运行工况参数，并相互组合成n总个不同的仿真运行工况条件，n总＝n1*n2*n3*n4*n5，利用燃气轮机组的仿真模型进行模拟仿真计算，得到各个仿真运行工况条件对应的监测性能参数，记为实际监测性能参数xs，从而得到n总个仿真计算数据组(egts，ts，ps，igvs，phis，xs)；
9、s43、对每个egts所对应的多个实际监测性能参数xs进行修正，消除边界条件的影响，得到对应的修正监测性能参数，记为xc，egts与所其对应的xc构成数据组(egts，xc)；得到每个仿真计算排气温度egts所对应的修正监测性能参数xc，从而得到多个数据组(egts，xc)；
10、s44、通过多项式拟合方式，对所有数据组(egts，xc)进行拟合，得到修正监测性能参数基准值xcstd与排气温度的函数关系式xcstd＝f(egt)，从而可获得任意排气温度下的修正监测性能参数基准值xcstd；
11、s5、监测模型建立：通过步骤s4中的代理模型，得到各项监测性能参数对应的性能指数xindex＝[(xc-xcstd)/xcstd]*100％；实时监测各项监测性能参数对应的性能指数，反应燃气轮机组的与理想状态的偏差，进行机组的在线监测。
12、进一步地，所述步骤s2中，每隔一段运行时间后，需利用燃气轮机组的实际运行数据对仿真模型进行重新标定。
13、进一步地，所述步骤s41中，排气温度egt的范围为520℃～620℃，环境温度t的范围为-15℃～45℃、环境压力p的范围为0.95bar～1.05bar，压气机进口导叶开度igv的范围为0～100％，和环境相对湿度phi的范围为0～100％
14、进一步地，所述步骤s42中，n1、n2、n3、n4和n5都大于等于5。
15、进一步地，所述步骤s42中，对仿真计算结果进行整理，得到每个egts所对应的多个实际监测性能参数xs，并且以图表的形式显示。
16、进一步地，所述步骤s43中，对每个egts所对应的多个实际监测性能参数xs进行修正的方式包括：
17、s431、从所有仿真计算数据组(egts，ts，ps，igvs，phis，xs)中选择包括该egts的仿真计算数据组，记为该egts的运行参数数据组(egts，ts，ps，igvs，phis，xs)；
18、s432、通过环境压力因素修正、环境温度因素修正、igv因素修正和环境相对湿度因素修正这四次单因素修正来对该egts所对应的多个实际监测性能参数xs进行修正，每次单因素修正相同，包括以下步骤：
19、s4321、确定本次修正前的数据组，记为待修正数据组，如本次修正为第一次修正，则待修正数据组为步骤s431中所选择的该egts的运行参数数据组(egts，ts，ps，igvs，phis，xs)，如不是第一次修正的话，则待修正数据组为上一次单因素修正之后所得到的数据组；
20、s4322、将ts，ps，igvs，phis这四个因素中，与本次修正相关的因素以y表示，其他三个因素一起以m表示，对所有待修正数据组进行整理，将具有相同的m且不同的y的数据归类为一个拟合计算数据组集合，每个拟合计算数据组集合包括多个数据组；
21、s4323、利用拟合计算数据组集合来进行拟合计算，将同一拟合计算数据组集合中不同y对应的实际监测性能参数与基准工况条件下的基准监测性能参数x基进行比值处理，然后将y作为自变量，该比值作为因变量，利用数学方法进行拟合，得到比值与y的函数关系；然后根据比值与y的函数关系，对各个待修正数据组中的实际监测性能参数进行修正，计算得到修正后的实际监测性能参数，然后将待修正数据组中的实际监测性能参数都替换修改为修正后的实际监测性能参数，得到修正后的数据组。
22、进一步地，所述步骤s4323中，所述基准工况条件包括：环境温度15℃，环境压力1bar，压气机进口导叶开度100％，环境相对湿度60％。
23、本专利技术还提供一种基于代理模型的燃气轮机组监测系统，包括运行数据采集装置和监测处理模块，所述运行数据采集装置采集燃气轮机组的运行参数数据，并将相关运行数据传输给传输至监测处理模块，所述监测处理模块存储有燃机监测计算机程序，燃机监测计算机程序被执行时能够实现上述的燃气轮机组监测方法。
24、如上所述，本专利技术的燃气轮机组监测方法及系统，具有以下有益效果：
25、提出了一种新的监测方法，模型计算方便快捷，无需反复迭代计算，易收敛，准确度高，一方面，能够通过在线计算燃机功率、燃机效率、压气机压比、压气机等熵效率这四大性能指数，实时掌握与基准值的偏差情况，反应机组的运行状况；另一方面，当燃气轮机发生不同故障时，对各性能指数的影响也不同，可以通过设定不同的阈值组合来实现机组的故障预警，为电厂运行人员提供参考建议。本专利技术的燃气轮机组监测方法，可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于代理模型的燃气轮机组监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的燃气轮机组监测方法，其特征在于：所述步骤S2中，每隔一段运行时间后，利用燃气轮机组的实际运行数据对仿真模型进行重新标定。
3.根据权利要求X所述的燃气轮机组监测方法，其特征在于：所述步骤S41中，排气温度EGT的范围为520℃～620℃，环境温度T的范围为-15℃～45℃、环境压力P的范围为0.95bar～1.05bar，压气机进口导叶开度IGV的范围为0～100％，和环境相对湿度Phi的范围为0～100％。
4.根据权利要求X所述的燃气轮机组监测方法，其特征在于：所述步骤S42中，N1、N2、N3、N4和N5都大于等于5。
5.根据权利要求1所述的燃气轮机组监测方法，其特征在于：所述步骤S42中，对仿真计算结果进行整理，得到每个EGTs所对应的多个实际监测性能参数Xs，并且以图表的形式显示。
6.根据权利要求1所述的燃气轮机组监测方法，其特征在于：所述步骤S43中，对每个EGTs所对应的多个实际监测性能参数Xs进行修正的方式包
7.根据权利要求6所述的燃气轮机组监测方法，其特征在于：所述步骤S4323中，所述基准工况条件包括：环境温度15℃，环境压力1bar，压气机进口导叶开度100％，环境相对湿度60％。
8.一种基于代理模型的燃气轮机组监测系统，其特征在于：包括运行数据采集装置和监测处理模块，所述运行数据采集装置采集燃气轮机组的运行参数数据，并将相关运行数据传输给传输至监测处理模块，所述监测处理模块存储有燃机监测计算机程序，所述燃机监测计算机程序包括通过如权利要求1至7任一所述的燃气轮机组监测方法所建立的监测模型，燃机监测计算机程序被执行时能够根据运行数据采集装置所采集的运行参数数据计算得到各项监测性能参数对应的性能指数Xindex。
...【技术特征摘要】
1.一种基于代理模型的燃气轮机组监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的燃气轮机组监测方法，其特征在于：所述步骤s2中，每隔一段运行时间后，利用燃气轮机组的实际运行数据对仿真模型进行重新标定。
3.根据权利要求x所述的燃气轮机组监测方法，其特征在于：所述步骤s41中，排气温度egt的范围为520℃～620℃，环境温度t的范围为-15℃～45℃、环境压力p的范围为0.95bar～1.05bar，压气机进口导叶开度igv的范围为0～100％，和环境相对湿度phi的范围为0～100％。
4.根据权利要求x所述的燃气轮机组监测方法，其特征在于：所述步骤s42中，n1、n2、n3、n4和n5都大于等于5。
5.根据权利要求1所述的燃气轮机组监测方法，其特征在于：所述步骤s42中，对仿真计算结果进行整理，得到每个egts所对应的多个实际监测性能参数xs，并...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈明敏，吴克梁，熊丽萍，王浩同，梁一凡，蔡莼莼，
申请(专利权)人：上海电气燃气轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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