一种针对燃煤发电厂控制策略的可视化分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种针对燃煤发电厂控制策略的可视化分析方法，包括：步骤1、获取燃煤发电厂的历史运行数据，所述历史运行数据包括通过传感器采集的设备数据和对应的传感器位置数据；步骤2、以传感器位置数据为基础，在预设时间区间内对设备数据进行分析，获取时间区间内的控制策略信息；步骤3、将设备数据，传感器位置数据以及控制策略信息导入预构建的可视化模型中，在可视化模型中，对导入的数据和信息进行图形绘制，并对所述图形中的数据交互操作后输出显示。本发明专利技术还提供了基于上述方法的可视化分析系统。本发明专利技术的方法允许用户指定查询控制策略，提供自动匹配和挖掘控制策略的算法，支持对控制策略进行空间传播模式和影响时滞分析。滞分析。滞分析。

【技术实现步骤摘要】
一种针对燃煤发电厂控制策略的可视化分析方法及系统


[0001]本专利技术属于控制策略分析的
，尤其涉及一种针对燃煤发电厂控制策略的可视化分析及系统。

技术介绍

[0002]控制策略是影响燃煤发电效率的一个重要因素。专家在调控燃煤发电厂时常常遵循特定的控制策略来达到相应的目的，比如提升燃烧率、降低污染排放。大量的传感器监测着燃煤发电厂的运行情况，这些传感器按照监测类别的不同可以分为两类：监测控制变量(如阀门)的控制传感器、监测物理状态(如温度)的状态传感器。这些传感器监测到的变化被定义为相应的控制事件和状态事件。一个控制策略是多个关联的控制事件和状态事件构成的序列。
[0003]控制策略分析技术分为两类：经验驱动方法及数据驱动方法。
[0004]经验驱动方法支持的分析流程包括数据收集、状态监测以及数据展示。例如RSSFAD收集了传感器源源不断传来的数据，并通过简单的仪表板进行可视化，这类方法的特点在于：第一，实时性好，能够支持对电场数据的在线监控；第二，展示粒度细致，用可视化呈现了原始时间序列数据；第三，没有继承自动算法不支持控制策略提取，需要根据经验分析原始数据从而判断控制策略，所以无法完成对大规模数据的控制策略挖掘和分析。而且，分析结果的呈现方法多为简单的静态图表，例如RSSFAD绘制了简单的流程结构。这些单一的呈现方法限制了用户对燃煤发电厂控制策略的深入理解。
[0005]现有数据驱动方法先建模燃煤发电厂再模拟控制策略，支持对单独机组或全部机组的建模。对单独机组进行建模时，以优化单个机组内部的控制逻辑为目标，不能分析跨机组的完整控制策略。对整体机组进行建模时，要设置严格的建模条件(如稳态运行)，否则推导不能成立，或者基于历史数据进行机器学习，需要庞大的数据积累和合理的可解释规则。这些条件限制了相应方法的可扩展性。
[0006]专利文献CN112102111A公开了一种发电厂数据智能处理系统，包括：包括：运维管理模块；安全管理模块；数据采集和抽取模块；数据存储模块；通用分析和计算模块；智能计算和分析模块：基于机器学习算法，利用分布式计算资源建立和训练智能算法模型，通过多维关联数据分析之后的数据建立预测模型；边缘计算模块；微服务发布模块：用于发布和管理系统承载数据、计算任务和对外服务；数据治理模块。但是该方法忽略了传感器反馈时存在的时滞问题。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种针对燃煤发电厂控制策略的可视化分析方法，基于控制策略对燃煤发电厂的影响，采用时滞关系优化对燃煤发电厂的异常事件进行处理。
[0008]一种针对燃煤发电厂控制策略的可视化分析方法，包括：
[0009]步骤1、获取燃煤发电厂的历史运行数据，所述历史运行数据包括通过传感器采集的设备数据和对应的传感器位置数据；
[0010]步骤2、以传感器位置数据为基础，在预设时间区间内对设备数据进行分析，获取所述时间区间内的控制策略信息；
[0011]步骤3、将设备数据，传感器位置数据以及控制策略信息导入预构建的可视化模型中，在所述可视化模型中，对导入的数据和信息进行图形绘制，并对所述图形中的数据交互操作后输出显示。
[0012]具体的，所述设备数据包括设备的运行状态数据和控制指令数据。
[0013]具体的，所述时间区间取发电效率、炉膛负压参数、或者污染物排放突然变化的范围时间，即包含一阶导数最大值或最小值的区域，设置阈值为一阶导数最大绝对值的80％。
[0014]优选的，所述步骤2中的分析采用聚合操作方法，对传感器所在的空间位置，相邻传感器之间的关联度，传感器数据变化与时间序列的关系进行分析。
[0015]优选的，所述传感器数据变化与时间序列的关系按照时间延迟对齐显示。
[0016]本专利技术还提供了一种操作简单，反馈速度快的可视化分析系统，基于上述针对燃煤发电厂控制策略的可视化分析方法，包括：
[0017]过滤视图模块，根据出现的异常事件，对历史运行数据进行过滤分析，输出异常事件所在的时间区间；
[0018]细节视图模块，根据过滤视图模块输出的时间区间与所述历史运行数据进行聚合操作，输出时间区间内的控制策略信息；
[0019]图视图模块，根据获得的控制策略信息，分析反馈所述控制策略在空间上的传播模式；
[0020]策略视图模块，根据获得的控制策略信息，绘制控制策略对应的时间级联；
[0021]算法模块，根据上述四个模块的交互信息和运行数据，计算输出具体的控制策略、传播信息、时间级联信息。
[0022]优选的，所述过滤视图模块的分析过滤基于时滞感知的控制策略提取方法，所述控制策略提取方法包括前向查询和后向查询。
[0023]优选的，所述前向查询采用最长公共子序列算法，将时间区间内的异常事件切分成多个上升、下降的事件，按照预设条件进行模糊匹配。
[0024]具体的，所述前向查询的具体过程如下：
[0025]步骤1、将所有历史运行数据离散化为趋势区间，即上升区间、下降区间、平稳区间；
[0026]步骤2、将所有区间切分对齐，使得历史运行数据可以表示为一个矩阵M
S
，其中每一行表示一个传感器，每一列表示一个时间区间，矩阵中的值指示了该传感器此时间区间内的具体趋势，0表示平稳，1表示下降，2表示上升；
[0027]步骤3、将前向查询的控制策略记录为一个相似的矩阵M
T
，即每一行表示目标控制策略涉及的传感器，每一列表示预期发生的趋势变化；
[0028]步骤4、从矩阵M
S
中取出和矩阵M
T
共有传感器所在的行得到M
A
，使M
A
和M
T
行数相同，再分别对两个矩阵的每一列按行做合并，得到两个序列A和T；
[0029]步骤5、对序列A和T使用最长公共子序列匹配算法，F(i，j)表示A的前i项和T的前j
项中最长公共子序列的长度，动态规划转移方程如下：
[0030][0031]优选的，所述后向查询根据时间区间内反馈异常事件的关键传感器进行拓展检索。
[0032]具体的，所述后向查询的具体过程如下：
[0033]步骤1、将关键传感器添加到搜索队列L中，并设定时间T为0；
[0034]步骤2、获取搜索列队中的第一个传感器P；
[0035]步骤3、对所有待分配传感器Q的时间序列向后偏移t个时间步，针对1到15分钟内每个t的待分配传感器Q与所述第一个传感器P，计算指定时间区内的皮尔逊系数c：
[0036]步骤4、若皮尔逊系数c大于0.8，则认定具有关联性，将待分配传感器Q加入到搜索队列L中，并为时间T增加t；
[0037]步骤5、若搜索列队L为空集或时间T超过2小时则终止搜索，否则回到步骤2继续。
[0038]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0039]允许用户指定查询控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对燃煤发电厂控制策略的可视化分析方法，其特征在于，包括：步骤1、获取燃煤发电厂的历史运行数据，所述历史运行数据包括通过传感器采集的设备数据和对应的传感器位置数据；步骤2、以所述传感器位置数据为基础，在预设时间区间内对设备数据进行分析，获取所述时间区间内的控制策略信息；步骤3、将设备数据，传感器位置数据以及控制策略信息导入预构建的可视化模型中，在所述可视化模型中，对导入的数据和信息进行图形绘制，并对所述图形中的数据交互操作后输出显示。2.根据权利要求1所述的针对燃煤发电厂控制策略的可视化分析方法，其特征在于，所述设备数据包括设备的运行状态数据和控制指令数据。3.根据权利要求1所述的针对燃煤发电厂控制策略的可视化分析方法，其特征在于，所述时间区间为选取发电效率、炉膛负压参数、或者污染物排放突然变化的范围时间。4.根据权利要求1所述的针对燃煤发电厂控制策略的可视化分析方法，其特征在于，所述步骤2中的分析采用聚合操作方法，对传感器所在的空间位置，相邻传感器之间的关联度，传感器数据变化与时间序列的关系进行分析。5.一种针对燃煤发电厂控制策略的可视化分析系统，基于权利要求1～4任一所述的针对燃煤发电厂控制策略的可视...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫英才，刘书含，翁荻，田原，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：