基于AI分析的智慧能源运行优化方法技术

本发明专利技术提供了一种基于AI分析的智慧能源运行优化方法，包括：构建基于历史数据的寻优算法模型，利用电厂运行历史数据，充分考虑外界边界条件后，根据不同的寻优参数设定不同的评价指标，对各种运行工况下的运行情况进行合理分类，查找机组运行的最优情况，并对最优的运行情况进行在线展示。本发明专利技术通过以性能计算和耗差分析为试点的运行管理功能，通过建立运行指标标准，提升运行指标管理水平，提高运行生产效率。生产效率。生产效率。

【技术实现步骤摘要】
基于AI分析的智慧能源运行优化方法


[0001]本专利技术涉及发电
，特别涉及一种基于AI分析的智慧能源运行优化方法。

技术介绍

[0002]浙江大唐乌沙山发电有限责任公司位于浙江省宁波市象山县西周镇，建设有四台60万千瓦国产超临界燃煤发电机组。当前面临的业务痛点问题：
[0003](1)电力企业燃料成本高，上网电价承压，电力去产能和环保等国家政策影响，利润空间被大大压缩。电力企业生存和节能降耗压力大。
[0004](2)电厂自动化水平要求不断提高，人员要求不断减少，造成人员与自动化管控矛盾，现有电厂专业技术管理人员无法满足电厂高度的自动化管理。
[0005](3)经济参数耦合难以决策，例如冷端优化，循泵出力增加，真空变好，机组煤耗降低和循泵出力增加，厂用电增加，机组煤耗升高，两者存在相对的矛盾。
[0006](4)生产过程机组运行调节多依靠人员经验和专业技术水平，难以复制和把握；不同专业技术人员调解存在差异；导致运行调节局限性大，没有统一标准。
[0007]鉴于电厂日常生产运营中积累了海量的生产数据，利用大数据算法技术进行数据最优生产参数挖掘已成为各高等院校及科研单位、专家学者的研究目标，采用实时数据挖掘从大量的历史数据中提取有价值的信息，以性能计算和耗差分析为基础的数据准备，从而确定寻优参数的目标值，实现实时匹配工况变化，全工况响应，精细化调节寻优。在经济层面决策生产，生产基于经济模型进行计划安排，在计划初期保证利润最大化实现创收。同时，利用大数据新技术，实现历史数据的工况寻优，通过对设备、系统的合理调整，在实时生产过程中实现节能降耗，降低生产成本。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供了一种基于AI分析的智慧能源运行优化方法，以解决至少一个上述技术问题。
[0009]为解决上述问题，作为本专利技术的一个方面，提供了一种基于AI分析的智慧能源运行优化方法，包括：
[0010](1)构建基于历史数据的寻优算法模型，利用电厂运行历史数据，充分考虑外界边界条件(如大气压力、环境温度、湿度等)后，根据不同的寻优参数设定不同的评价指标，对各种运行工况(机组负荷)下的运行情况进行合理分类，查找机组(系统、设备)运行的最优情况，并对最优的运行情况进行在线展示；
[0011](2)构建设备(系统)性能指标实时计算模型，实现设备(系统)性能指标实时分钟级、小时级数据实时在线计算、分析，实时展示设备(系统)当前的运行情况及历史最优情况，以计算数据结果为导向，实时指导运行管理；
[0012](3)构建在线自学习模型：实现实时运行工况、设备运行指标与历史最优工况的在线对比，不断记录最优工况，进行最优对比，深入挖掘最优运行工况，不断提高机组运行节
能增效水平；
[0013](4)基于寻优参数相关性分析，对寻优参数相关性影响参数按照从高到低进行排序，通过当前值与历史最优值的对比，精耕细作，对寻优参数进行优化调整，向着最优运行工况的最终目标不断优化调节。
[0014](5)基于机组历史数据、运行工况，结合外部环境(例如环境温度、海水温度等)因素，实现系统运行参数的实时值与历史最优值对比，对指标偏差深度分析，透视潜在问题；
[0015](6)大数据挖掘+专家经验模式，合理分类、合理调参、分类迭代，构建自有专家库，实现最优偏差指导。通过寻优建议，从运行参数调节给予电厂运行人员调节建议，为实现最优工况运行指明方向，最终达到提高机组效率的目的。
[0016]优选地，工况寻优系统以大数据和AI技术为基础，通过算法对海量历史数据进行分析处理挖掘，组合多项经济指标找到历史最优值，匹配发电机组当前运行状况，从而得出提升机组运行安全性、经济性的运行优化操作建议；
[0017]大数据平台工况寻优，寻优参数指标开展真空，真空指标寻优通过考虑海水温度、汽机进汽负荷、进汽参数(使用主蒸汽压力、主蒸汽温度计算主蒸汽焓值，再乘以主蒸汽流量，得出汽轮机进汽负荷)进行工况切片，寻找每一个工况切片下的最佳真空，模拟汽轮机功率微增试验的原理，根据最佳真空的定义：凝汽器真空提高，使汽轮机功率增加，增加的功率与循环水泵多消耗功率的差数达到最大时的真空值为凝汽器的最佳真空。这时候真空系统厂用电设备组合运行方式认为是比较好的运行方式，以真空为评价指标，在最佳真空下，分析真空系统厂用电设备组合运行方式，凝汽器真空系统、循环水系统运行方式与参数，给出最佳真空运行方式与参数的标杆，指导运行人员调节相应参数，接近并达到标杆工况，进而使整个系统状态接近并达到最佳真空所在的状态。
[0018]优选地，真空指标寻优的建模过程包括：
[0019](1)根据负荷、环境温度等参数对机组稳定负荷工况进行划分，将情况相似的工况分为同一类；
[0020](2)关键影响因素选取，通过相关性分析，找到对真空影响较大的可调参数，确定寻优时重点考虑的参数；
[0021](3)优秀历史样本挖掘、筛选，根据相应的评价指标，找到每一类工况中最优的一批样本，以此构造案例库；
[0022](4)专家库建立，根据历史最优案例库，建立特有的运行调整建议，实现大方向上对运行调节的指导；
[0023](5)将当前工况与案例库中的工况进行匹配，根据匹配到的最优工况相关运行参数设置指导当前工况的调整。对于不合理分类进行重新迭代；
[0024](6)参数调节指导，根据相关性分析得出的可直接调整参数以及非可直接调整参数，按照对真空的影响因子进行重要程度排列，并根据与历史同工况下最优值进行对比，指明参数调节方向；
[0025](7)在线学习功能，利用电厂实际运行的实时最新高频数据作为训练数据更新当前模型，并对相同稳定运行工况下各性能指标的最优值进行对比、更新及迭代，极大提高了算法模型、最优工况、运行建议的实时性及准确性，保证机组运行的节能增效；
[0026](8)离线更新，定期提取电厂特定设备充分、准确的全量原始数据，以电厂运行最
新工况为依据，从“数据、模型、算法”三要素进行离线更新及部署，保证寻优结果的实时性及可行性。
[0027]优选地，工况切片划分是一种暴力搜索算法，工况切片划分的颗粒度即每个坐标的间隔大小影响搜索效率，是搜索能否成功的关键，具体地，可用专业知识确定运行中各边界参数的最小单位(即工况切片范围)。
[0028](1)综合考虑汽轮机进汽参数(使用主蒸汽压力、主蒸汽温度计算主蒸汽焓值，再乘以主蒸汽流量，得出汽轮机进汽负荷)，根据循环水泵的功率(不超过5000kW)变化范围，并综合考虑每个工况切片内样本数量不能过少，确认进汽参数切片区间为5000kJ；
[0029](2)划分稳定工况(进汽参数过去3分钟内处于同一个工况切片)，以排除参数不稳定的影响，对于不属于稳定工况的所在的样本，没有查询的必要，从数据库移除；
[0030](3)海水温度用凝汽器进水温度表示，综合考虑每个工况切片内样本数量不能过少，以2摄氏度为最小单位。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于AI分析的智慧能源运行优化方法，其特征在于，包括：(1)构建基于历史数据的寻优算法模型，利用电厂运行历史数据，充分考虑外界边界条件(如大气压力、环境温度、湿度等)后，根据不同的寻优参数设定不同的评价指标，对各种运行工况(机组负荷)下的运行情况进行合理分类，查找机组(系统、设备)运行的最优情况，并对最优的运行情况进行在线展示；(2)构建设备(系统)性能指标实时计算模型，实现设备(系统)性能指标实时分钟级、小时级数据实时在线计算、分析，实时展示设备(系统)当前的运行情况及历史最优情况，以计算数据结果为导向，实时指导运行管理；(3)构建在线自学习模型：实现实时运行工况、设备运行指标与历史最优工况的在线对比，不断记录最优工况，进行最优对比，深入挖掘最优运行工况，不断提高机组运行节能增效水平；(4)基于寻优参数相关性分析，对寻优参数相关性影响参数按照从高到低进行排序，通过当前值与历史最优值的对比，精耕细作，对寻优参数进行优化调整，向着最优运行工况的最终目标不断优化调节。(5)基于机组历史数据、运行工况，结合外部环境(例如环境温度、海水温度等)因素，实现系统运行参数的实时值与历史最优值对比，对指标偏差深度分析，透视潜在问题；(6)大数据挖掘+专家经验模式，合理分类、合理调参、分类迭代，构建自有专家库，实现最优偏差指导。通过寻优建议，从运行参数调节给予电厂运行人员调节建议，为实现最优工况运行指明方向，最终达到提高机组效率的目的。2.根据权利要求1所述的基于AI分析的智慧能源运行优化方法，其特征在于，工况寻优系统以大数据和AI技术为基础，通过算法对海量历史数据进行分析处理挖掘，组合多项经济指标找到历史最优值，匹配发电机组当前运行状况，从而得出提升机组运行安全性、经济性的运行优化操作建议；大数据平台工况寻优，寻优参数指标开展真空，真空指标寻优通过考虑海水温度、汽机进汽负荷、进汽参数(使用主蒸汽压力、主蒸汽温度计算主蒸汽焓值，再乘以主蒸汽流量，得出汽轮机进汽负荷)进行工况切片，寻找每一个工况切片下的最佳真空，模拟汽轮机功率微增试验的原理，根据最佳真空的定义：凝汽器真空提高，使汽轮机功率增加，增加的功率与循环水泵多消耗功率的差数达到最大时的真空值为凝汽器的最佳真空。这时候真空系统厂用电设备组合运行方式认为是比较好的运行方式，以真空为评价指标，在最佳真空下，分析真空系统厂用电设备组合运行方式，凝汽器真空系统、循环水系统运行方式与参数，给出最佳真空运行方式与参数的标杆，指导运行人员调节相应参数，接近并达到标杆工况，进而使整个系统状态接近并达到最佳真空所在的状态。3.根据权利要求2所述的基于AI分析的智慧能源运行优化方法，其特征在于，真空指标寻优的建模过程包括：(1)根据负荷、环境温度等参数对机组稳定负荷工况进行划分，将情况相似的工况分为同一类；(2)关键影响因素选取，通过相关性分析，找到对真空影响较大的可调参数，确定寻优时重点考虑的参数；(3)优秀历史样本挖掘、筛选，根据相应的评价指标，找到每一类工况中最优的一批样
本，以此构造案例库；(4)专家库建立，根据历史最优案例库，建立特有的运行调整建议，实现大方向上对运行调节的指导；(5)将当前工况与案例库中的工况进行匹配，根据匹配到的最优工况相关运行参数设置指导当前工况的调整。对于不合理分类进行重新迭代；(6)参数调节指导，根据相关性分析得出的可直接调整参数以及非可直接调整参数，按照对真空的影响因子进行重要程度排列，并根据与历史同工况下最优值进行对比，指明参数调节方向；(7)在线学习功能，利用电厂实际运行的实时最新高频数据作为训练数据更新当前模型，并对相同稳定运行工况下各性能指标的最优值进行对比、更新及迭代，极大提高了算法模型、最优工况、运行建议的实时性及准确性，保证机组运行的节能增效；(8)离线更新，定期提取电厂特定设备充分、准确的全量原始数据，以电厂运行最新工况为依据，从“数据、模型、算法”三要素进行离线更新及部署，保证寻优结果的实时性及可行性。4.根据权利要求1所述的基于AI分析的智慧能源运行优化方法，其特征在于，工况切片划分是一种暴力搜索算法，工况切...

【专利技术属性】
技术研发人员：任易凡，王一，董利斌，周宝柱，王鹏，李晓杰，王军民，赵俊杰，高恩宏，
申请(专利权)人：浙江大唐乌沙山发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：