一种电站燃气轮机排气温度的异常检测方法技术

本发明专利技术公开了一种电站燃气轮机排气温度的异常检测方法，其步骤包括，(1)模型相关参数选取；(2)数据样本采集；(3)数据稳态筛选；(4)数据归一化处理；(5)最小二乘支持向量机模型选择、训练与测试；(6)排气温度残差获取与统计分析；(7)排气温度异常检测分析判断。本发明专利技术对电站燃气轮机排气温度进行参数建模，基于最小二乘支持向量机的排气温度求取精度高、泛化能力强。与人工神经网络相比，最小二乘支持向量机能够很好地克服人工神经网络训练时间长、训练结果存在随机性和过学习等不足。对于电站燃气轮机排气温度进行异常检测准确性高，充分提高了燃气轮机的可靠性和可用性，最大限度地延长其使用寿命，降低运行维护成本。

An abnormal detection method for exhaust temperature of gas turbine in power plant

【技术实现步骤摘要】
一种电站燃气轮机排气温度的异常检测方法
本专利技术属于电站燃气轮机排气温度检测
，具体涉及一种对电站燃气轮机排气温度进行异常检测的方法。
技术介绍
电站燃气轮机长期在高温、高压、高速旋转的环境下运行，而一旦发生故障会给机组安全性和经济性造成严重影响。排气温度作为电站燃气轮机的重要监测参数，是连接燃气轮机和余热锅炉的关键参数，影响燃气—蒸汽联合循环发电机组整体的运行情况。排气温度既能反映出燃气轮机的运行情况，又是余热锅炉的进气温度，能够提供大量有关燃气轮机性能、燃烧室健康状况以及热气体通道部件状况等方面的信息。燃气轮机排气温度异常状态检测是燃气轮机健康管理的重要组成部分。若能及时发现异常状态并做出诊断，可以充分提高燃气轮机的可靠性和可用性，最大限度地延长使用寿命，降低运行维护成本。目前对于燃气轮机排气温度的异常检测方法，主要是通过排气温度实际测量值与基准参照值相比较，若超过相应阈值则认为燃气轮机排气温度存在异常状态。而排气温度基准参照值的确定主要有三种方法：设计值法、变工况计算法以及热力性能实验法。但设计值法设计数据的代表性不高，准确度较差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电站燃气轮机排气温度的异常检测方法，其步骤包括，/n(1)模型相关参数选取：选取燃机功率、大气温度、机组转速、压气机出口压力、压气机出口温度、IGV阀门开度、天然气体积流量、预混控制阀阀位、值班控制阀阀位9个参数作为最小二乘支持向量机模型的输入变量，选取燃气轮机排气温度作为最小二乘支持向量机模型的输出目标值；/n(2)数据样本采集：从燃气-蒸汽联合循环机组数据库中采集筛选包含机组运行全工况的历史健康数据为数据样本；/n(3)数据稳态筛选：由于联合循环机组经常参与电网调峰变负荷运行，在这种非稳定状态的工况下，系统输入与输出之前的模型关系不能保持较强一致性，因此需要对步骤(2)采集的数据样...

【技术特征摘要】
1.一种电站燃气轮机排气温度的异常检测方法，其步骤包括，
(1)模型相关参数选取：选取燃机功率、大气温度、机组转速、压气机出口压力、压气机出口温度、IGV阀门开度、天然气体积流量、预混控制阀阀位、值班控制阀阀位9个参数作为最小二乘支持向量机模型的输入变量，选取燃气轮机排气温度作为最小二乘支持向量机模型的输出目标值；
(2)数据样本采集：从燃气-蒸汽联合循环机组数据库中采集筛选包含机组运行全工况的历史健康数据为数据样本；
(3)数据稳态筛选：由于联合循环机组经常参与电网调峰变负荷运行，在这种非稳定状态的工况下，系统输入与输出之前的模型关系不能保持较强一致性，因此需要对步骤(2)采集的数据样本进行稳态筛选；
(4)数据归一化处理：由于步骤(1)选取的模型相关变量参数具有不同的量纲与量级，为保证模型高效运行，对步骤(3)中筛选的稳态数据进行归一化处理获得归一化数据，并将归一化数据按照个数比例分为训练数据和测试数据；
(5)最小二乘支持向量机模型选择、训练与测试：对最小二乘支持向量机模型进行核函数的选择，再利用步骤(4)中获得的归一化数据中的训练数据进行模型训练，模型训练后再使用测试数据进行测试，测试通过后即获得最终的最小二乘支持向量机模型；
(6)排气温度残差获取与统计分析：通过步骤(5)训练好模型后，再对排气温度残差进行计算及统计分析；所述排气温度残差为排气温度实际值与步骤(5)最终的最小二乘支持向量机模型获得的排气温度输出预测值之差；
(7)排气温度异常检测分析判断：依据排气温度残差进行排气温度的异常检测判断。
为了获得更好的技术效果，所述步骤(2)采集的数据样本，指从燃气-蒸汽联合循环机组数据库中采集筛选包含机组运行全工况的历史健康数据，即覆盖包含春、夏、秋、冬四个季节的历史健康数据。


2.如权利要求1所述电站燃气轮机排气温度的异常检测方法，其特征在于，所述步骤(3)中数据稳态筛选的一种数据稳态筛选方法，其步骤包括，
(3.1)计算连续t分钟内燃气轮机负荷和主蒸汽压力的最大值和最小值之差与额定值的比值λk，具体如下式：



式中：
Xmax、Xmin分别为一段时间t分钟内参数的最大值、最小值；
Xe为该参数在额定负荷下的额定值；
(3.2)判断λk是否小于对应的稳定阈值γ，如果小于认为系统稳定状态；
(3.3)若λk大于或等于对应的稳定阈值γ，则没有达到设定的稳定状态范围，参数向后递推10分钟，再次按步骤(3.1)和步骤(3.2)进行稳态工况的判定，从而完成步骤(2)中数据的稳态筛选。


3.如权利要求1所述电站燃气轮机排气温度的异常检测方法，其特征在于，所述步骤(4)数据归一化处理的一种数据归一化处理方法，其步骤包括，
(4.1)提取步骤(3)中筛选的稳态数据；
(4.2)对稳态数据按照公式进行归一化处理，公式为：
si＝[xi-min(x)]/[max(x)-min(x)]
式中：
max(x)和min(x)为样本数据的最大值与最小值；
xi为原始样本数据；
si为归一化后的数值；
(4.3)获得稳态数据的归一化数据。


4.如权利要求1所述电站燃气轮机排气温度的异常...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆聪，鄢青云，杨华，吴吓华，
申请(专利权)人：中国电建集团江西省电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36