一种阀门流量函数优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种阀门流量函数优化方法及装置，该方法包括：基于阀门流量函数的插值点初始值，通过寻优算法以优化目标函数的值最小化为目标，确定所述阀门流量函数的插值点终值。从而根据插值点终值得到拟合度较好的阀门流量函数，并且该方法易于通过计算机编程实现，利用计算机的运算能力，该方法能够自动实现对阀门流量函数的分段线性插值，解决了以往对阀门流量函数需要人工插值的问题，极大地缩短了插值过程所需时间，同时也减少由于人工插值所带来的拟合误差。

A method and device for optimizing the flow function of the valve

The invention provides a valve flow function optimization method and device, which includes: the initial value of interpolation point based on the valve flow function, and by optimizing algorithm to minimize the value of the objective function, and determine the interpolation terminal value of the valve flow function. According to the interpolation points to end fitting of the valve flow function better, and this method is easy to realize by computer programming, the use of computer operation ability, the method can automatically realize the piecewise linear interpolation of the valve flow function, to solve the problem of the valve flow function requires manual interpolation, greatly shorten the interpolation process the time required, but also reduce the fitting error caused by artificial interpolation.

【技术实现步骤摘要】
一种阀门流量函数优化方法及装置
本专利技术涉及数据处理
，更具体地，涉及一种阀门流量函数优化方法及装置。
技术介绍
火电机组的阀门流量特性是指汽轮机调节阀门开度与通过阀门的蒸汽流量的对应关系，阀门流量函数是指总阀位指令与单个阀门阀位指令之间的对应函数关系。其中，汽轮机调节阀门是汽轮机数字电液控制系统(DigitalElectricHydraulicControlSystem，DEH)的主要执行机构，其流量特性偏差过大会导致节流损失加大、一次调频的响应负荷波动等，最终影响机组的安全稳定运行。汽轮发电机组由于长时间运行及大修后安装过程中的调整使阀门的实际流量曲线有所变动，因此长时间运行或大修后很有必要对机组的阀门流量曲线进行试验校正，以使机组各项指标趋于最优。工程应用中，由于存在阀门流量特性与阀门流量函数不匹配的情况，从而可能导致机组的控制性能下降，如出现一次调频性能下降或机组发生功率振荡。为了能够解决阀门流量特性与阀门流量函数的匹配问题，需要以阀门流量特性试验结果为依据，修正阀门流量函数。一般来说，阀门流量函数具有非线性曲线形态。在分布式控制系统(DistributedControlSystem，DCS)组态中，阀门流量函数通常采用分段线性插值函数表示。受限于插值点数，技术人员往往需要反复调整插值点位置以使分段线性插值函数与阀门流量函数尽可能吻合。这一过程通常需要耗费大量的时间，同时最终选择的插值点也未必就是理想值。
技术实现思路
针对上述的技术问题，本专利技术提供一种阀门流量函数优化方法及装置。第一方面，本专利技术提供一种阀门流量函数优化方法，包括：基于阀门流量函数的插值点初始值，通过寻优算法以优化目标函数的值最小化为目标，确定所述阀门流量函数的插值点终值。其中，所述所述阀门流量函数的插值点初始值的获取包括：S1，对所述阀门流量函数进行离散化处理，获取离散点数据集；S2，根据所述离散点数据集获取所述阀门流量函数的插值点初始值。其中，所述S1中的离散点数据集包括数据集X和数据集Y，即X＝{x1,x2,…,xn-1,xn}，Y＝{y1,y2,…,yn-1,yn}＝{f(x1),f(x2),…,f(xn-1),f(xn)}，其中，x1为总阀位指令实际下限值；xn为总阀位指令实际上限值；n为离散点的个数，且为正整数；y＝f(x)为阀门流量函数。其中，所述S2包括：S21，依次获取所述离散点数据集中相邻两点在所述阀门流量函数上的斜率，得到数据集k；S22，依次获取所述数据集k中相邻两数据的差的绝对值，得到数据集d；S23，基于在所述数据集d中按照从大至小的顺序选取的m-2个元素所对应的下标，按照映射关系在所述离散点数据集中选取所述插值点初始值，即其中，m为阀门流量函数插值点的数量，且m＞2；j为所述m-2个元素在数据集d中对应的下标，且j＝{j1,…,jm-2}。其中，所述优化目标函数为：且其中，yi是数据集Y中对应的第i个元素；xi是数据集X中对应的第i个元素；为插值点终值数据集XC1中的第s个元素，为插值点终值数据集XC1中的第s+1个元素，且为插值点终值数据集YC1的第s个元素，为插值点终值数据集YC1的第s+1个元素。其中，所述寻优算法包括：单纯形法、人工神经网络算法、连续型遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法、粒子群算法或者人工鱼群算法。第二方面，本专利技术提供一种阀门流量函数优化装置，包括：确定模块，用于基于阀门流量函数的插值点初始值，通过寻优算法以优化目标函数的值最小化为目标，确定所述阀门流量函数的插值点终值。其中，所述阀门流量函数优化装置还包括：离散模块，用于对所述阀门流量函数进行离散化处理，获取离散点数据集；获取模块，用于根据所述离散点数据集获取所述阀门流量函数的插值点初始值。第三方面，本专利技术提供一种阀门流量函数优化设备，包括：至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述的方法。第四方面，本专利技术提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述的方法。本专利技术提供的一种阀门流量函数优化方法及装置，基于阀门流量函数的插值点初始值，通过寻优算法以优化目标函数的值最小化为目标，确定所述阀门流量函数的插值点终值，从而根据插值点终值得到拟合度较好的阀门流量函数，且该方法易于通过计算机编程实现，利用计算机的运算能力，该方法能够自动实现对阀门流量函数的分段线性插值，解决了以往对阀门流量函数需要人工插值的问题，极大地缩短了插值过程所需时间，同时也减少由于人工插值所带来的拟合误差。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的阀门流量函数优化方法的流程图；图2为图1所述的阀门流量函数优化方法中根据所述离散点数据集获取所述阀门流量函数的插值点初始值的流程图；图3为机组单阀方式下的阀门流量函数的线性图；图4为利用本专利技术实施例提供的阀门流量函数优化方法得到的插值点终值的结果图；图5为本专利技术实施例提供的阀门流量函数优化装置的结构框图；图6为本专利技术实施例提供的阀门流量函数优化设备的结构框图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种阀门流量函数优化方法，包括：基于阀门流量函数的插值点初始值，通过寻优算法以优化目标函数的值最小化为目标，确定所述阀门流量函数的插值点终值。其中，寻优算法效仿生物学中进化和遗传的规律，遵从“生存竞争，优胜劣汰”的原则，从一组随机生成的初始可行群体出发，借助复制、交换(重组)、突变等遗传操作，逐步逼近所研究问题的最优解。从实质而言，寻优算法是一种具有自适应调节功能的搜索寻优技术。具体地，令已知的阀门流量函数为y＝f(x)，其中y是单个阀门阀位指令，x是总阀位指令。在对该阀门流量函数进行优化时，将已经获取的阀门流量函数的插值点初始值作为插值点终值的初始值，例如，插值点初始值为：Xco＝{0，13，81，83，87，91，99，100}，Yco＝{0，12.82，31.67，33.05，36.4，40.98，69.48，100}；通过寻优算法以优化函数的值最小化为目标，例如，寻优算法为单纯形法，反复调整插值点终值中各元素的值，直至寻优过程结束，从而得到阀门流量函数的插值点终值。在本专利技术实施例中，基于阀门流量函数的插值点初始值，通过寻优算法以优化目标函数的值最小化为目标，确定所述阀门流量函数的插值点终值，从而根据插值点终值得到拟合度较好的阀门流量函数，且该方法易于通过计算机编程实现，利用计算机的运算能力，该方法能够自动实现对阀门本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阀门流量函数优化方法，其特征在于，包括：基于阀门流量函数的插值点初始值，通过寻优算法以优化目标函数的值最小化为目标，确定所述阀门流量函数的插值点终值。

【技术特征摘要】
1.一种阀门流量函数优化方法，其特征在于，包括：基于阀门流量函数的插值点初始值，通过寻优算法以优化目标函数的值最小化为目标，确定所述阀门流量函数的插值点终值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阀门流量函数的插值点初始值的获取包括：S1，对所述阀门流量函数进行离散化处理，获取离散点数据集；S2，根据所述离散点数据集获取所述阀门流量函数的插值点初始值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S1中的离散点数据集包括数据集X和数据集Y，即X＝{x1,x2,…,xn-1,xn}，Y＝{y1,y2,…,yn-1,yn}＝{f(x1),f(x2),…,f(xn-1),f(xn)}，其中，x1为总阀位指令实际下限值；xn为总阀位指令实际上限值；n为离散点的个数，且为正整数；y＝f(x)为阀门流量函数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S2包括：S21，依次获取所述离散点数据集中相邻两点在所述阀门流量函数上的斜率，得到数据集k；S22，依次获取所述数据集k中相邻两数据的差的绝对值，得到数据集d；S23，基于在所述数据集d中按照从大至小的顺序选取的m-2个元素所对应的下标，按照映射关系在所述离散点数据集中选取所述插值点初始值，即

【专利技术属性】
技术研发人员：盛锴，周年光，宋军英，寻新，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11