一种适用于火电厂过程控制性能在线分析的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于火电厂过程控制性能在线分析的方法及装置，所述方法包括：采集火电厂的过程运行数据并进行数据预处理；判断并记录火电厂的控制器开始出现扰动的时刻以及本次扰动的类型；扰动开始后，判断是否为有效波峰/波谷，若为有效波峰/波谷，则记录对应的波峰/波谷值及其发生的时刻，若为无效波峰/波谷，则判断此次扰动是否结束，如果系统进入稳态或发生振荡则判定此次扰动结束，则复位相关的状态标志位，如果系统未进入稳态，则系统发出报警并返回执行上述过程，本发明专利技术的优点在于：能够判断火力发电机组的控制器是否稳定并且对其性能参数进行准确监测从而使得控制器在出现数据振荡的情况下及时调整为稳态，避免影响实际生产。免影响实际生产。免影响实际生产。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于火电厂过程控制性能在线分析的方法及装置


[0001]本专利技术涉及热工自动化领域，更具体涉及一种适用于火电厂过程控制性能在线分析的方法及装置。

技术介绍

[0002]在火力发电机组过程控制中，控制器的控制性能体现在系统受到扰动后，系统是否能够稳定、准确、快速的响应。由于火电机组涉及的控制范围广泛，导致其控制过程中产生大量过程运行数据，过程运行数据的变化趋势中包含了被控对象的超调量、稳定时间、稳定状态等信息，通过采集并监测过程运行数据能够判断控制器是否稳定。现有技术主要通过现场试验采集过程运行数据，根据人工经验来判断系统的控制参数是否合理，从而对参数进行相应调整，而参数调整效果是否理想主要取决于人工经验是否丰富，导致系统参数调整具有一定的随机性。
[0003]中国专利公开号CN111123867A公开了一种火电厂DCS系统，包括过程参数采集模块，用于采集火电厂的过程控制参数；数据存储模块，用于对过程控制数据进行存储；数据整合模块，用于对过程控制参数进行整合；控制命令生成模块，用于生成控制命令；执行模块，用于执行控制命令。该专利申请有效降低了DCS系统的数据处理量，但是其无法判断火力发电机组的控制器是否稳定并且无法对其性能参数进行准确监测从而使得控制器在出现数据振荡的情况下无法及时调整为稳态，影响实际生产。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术无法判断火力发电机组的控制器是否稳定并且无法对其性能参数进行准确监测从而使得控制器在出现数据振荡的情况下无法及时调整为稳态，影响实际生产。
[0005]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种适用于火电厂过程控制性能在线分析的方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一：采集火电厂的过程运行数据并进行数据预处理；
[0007]步骤二：判断并记录火电厂的控制器开始出现扰动的时刻以及本次扰动的类型；
[0008]步骤三：扰动开始后，判断是否为有效波峰/波谷，若为有效波峰/波谷，则记录对应的波峰/波谷值及其发生的时刻，若为无效波峰/波谷，则进入步骤四；
[0009]步骤四：判断此次扰动是否结束，如果系统进入稳态或发生振荡则判定此次扰动结束，则复位相关的状态标志位，如果系统未进入稳态，则系统发出报警并返回执行步骤三和步骤四。
[0010]有益效果：本专利技术采集过程运行数据并记录开始出现扰动对的时刻以及扰动类型，并且在扰动开始后判断是否为有效波峰波谷值，如果有效则记录对应的值及发生的时刻，从而能够准确记录扰动时刻、扰动类型并且验证扰动的真实性，实现对性能参数的准确监测，并且能够实时判断系统是否进入稳态，从而能够在系统未进入稳态或出现振荡的情
况下及时采取措施，保证其快速进入稳态，避免对生产造成影响。
[0011]进一步地，所述步骤一包括：采集火电厂的过程运行数据，对过程运行数据中的噪声信号进行滤波处理。
[0012]进一步地，所述步骤二包括：
[0013]步骤201：如果设定值SP和测量值PV之间的偏差绝对值大于PID调节死区err_d，则判定系统扰动开始，记录扰动开始时刻的设定值SP、测量值PV，进入步骤202；
[0014]步骤202：判断设定值SP和测量值PV之间的偏差绝对值是否大于稳态误差e
SS
，若判断结果为真，则判定为真正的扰动，进入步骤203，否则认为是干扰；
[0015]步骤203：判断当前时刻设定值SP(n)与扰动起始时刻设定值SP
(n0)
之间的偏差绝对值是否大于等于PID调节死区err_d，若|SP
(n)
‑
SP
(n0)
|≥err_d，则判定为设定值扰动，若|SP
(n)
‑
SP
(n0)
|<err_d，则判定为被调量扰动。
[0016]进一步地，所述步骤三中有效波峰/波谷的判定方法为：
[0017]记录波峰数值及波峰发生的时刻，对应形成波峰数组以及波峰时间数组，记录波谷数值及波谷发生的时刻，对应形成波谷数组以及波谷时间数组，如果当前时刻波峰数值大于相邻两时刻采集的数值，且当前时刻波峰数值与上一时刻波谷值偏差大于峰谷死区要求值，当前波谷发生的时刻与上一个波谷发生的时刻之间的时间间隔大于预设采样时间，则当前波峰值为有效波峰值，当前波谷值为有效波谷值。
[0018]进一步地，所述步骤四中系统进入稳态的判断方法为：
[0019]若|SP(n)
‑
PV(n)|<eSS或|PV(n)
‑
PV(n1)|<e3且|SP(n)
‑
SP(n1)|<e4，则系统进入稳态，其中，SP为设定值，PV为测量值，eSS为稳态误差，PV(n)为当前时刻测量值，PV(n1)为上一时刻测量值，e3表示测量值变化死区，SP(n)为当前时刻设定值，SP(n1)为上一时刻设定值，e4表示设定值变化死区。
[0020]更进一步地，所述步骤四中系统发生振荡的判断方法为：
[0021]当波峰数组以及波谷数组中数据个数均大于等于3时，若在同一索引下波峰数值与波谷数值的偏差不变或不断变大，则判定系统振荡。
[0022]本专利技术还提供一种适用于火电厂过程控制性能在线分析的装置，包括：
[0023]数据预处理模块，用于采集火电厂的过程运行数据并进行数据预处理；
[0024]扰动判断模块，用于判断并记录火电厂的控制器开始出现扰动的时刻以及本次扰动的类型；
[0025]有效峰谷值判断模块，用于扰动开始后，判断是否为有效波峰/波谷，若为有效波峰/波谷，则记录对应的波峰/波谷值及其发生的时刻，若为无效波峰/波谷，则执行扰动结束判断模块；
[0026]扰动结束判断模块，用于判断此次扰动是否结束，如果系统进入稳态或发生振荡则判定此次扰动结束，则复位相关的状态标志位，如果系统未进入稳态，则系统发出报警并返回执行有效峰谷值判断模块和扰动结束判断模块。
[0027]进一步地，所述数据预处理模块还用于：采集火电厂的过程运行数据，对过程运行数据中的噪声信号进行滤波处理。
[0028]进一步地，所述扰动判断模块还用于：
[0029]步骤201：如果设定值SP和测量值PV之间的偏差绝对值大于PID调节死区err_d，则
判定系统扰动开始，记录扰动开始时刻的设定值SP、测量值PV，进入步骤202；
[0030]步骤202：判断设定值SP和测量值PV之间的偏差绝对值是否大于稳态误差e
SS
，若判断结果为真，则判定为真正的扰动，进入步骤203，否则认为是干扰；
[0031]步骤203：判断当前时刻设定值SP(n)与扰动起始时刻设定值SP
(n0)
之间的偏差绝对值是否大于等于PID调节死区err_d，若|SP
(n)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于火电厂过程控制性能在线分析的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：采集火电厂的过程运行数据并进行数据预处理；步骤二：判断并记录火电厂的控制器开始出现扰动的时刻以及本次扰动的类型；步骤三：扰动开始后，判断是否为有效波峰/波谷，若为有效波峰/波谷，则记录对应的波峰/波谷值及其发生的时刻，若为无效波峰/波谷，则进入步骤四；步骤四：判断此次扰动是否结束，如果系统进入稳态或发生振荡则判定此次扰动结束，则复位相关的状态标志位，如果系统未进入稳态，则系统发出报警并返回执行步骤三和步骤四。2.根据权利要求1所述的一种适用于火电厂过程控制性能在线分析的方法，其特征在于，所述步骤一包括：采集火电厂的过程运行数据，对过程运行数据中的噪声信号进行滤波处理。3.根据权利要求1所述的一种适用于火电厂过程控制性能在线分析的方法，其特征在于，所述步骤二包括：步骤201：如果设定值SP和测量值PV之间的偏差绝对值大于PID调节死区err_d，则判定系统扰动开始，记录扰动开始时刻的设定值SP、测量值PV，进入步骤202；步骤202：判断设定值SP和测量值PV之间的偏差绝对值是否大于稳态误差e
SS
，若判断结果为真，则判定为真正的扰动，进入步骤203，否则认为是干扰；步骤203：判断当前时刻设定值SP(n)与扰动起始时刻设定值SP
(n0)
之间的偏差绝对值是否大于等于PID调节死区err_d，若|SP
(n)
‑
SP
(n0)
|≥err_d，则判定为设定值扰动，若|SP
(n)
‑
SP
(n0)
|<err_d，则判定为被调量扰动。4.根据权利要求1所述的一种适用于火电厂过程控制性能在线分析的方法，其特征在于，所述步骤三中有效波峰/波谷的判定方法为：记录波峰数值及波峰发生的时刻，对应形成波峰数组以及波峰时间数组，记录波谷数值及波谷发生的时刻，对应形成波谷数组以及波谷时间数组，如果当前时刻波峰数值大于相邻两时刻采集的数值，且当前时刻波峰数值与上一时刻波谷值偏差大于峰谷死区要求值，当前波谷发生的时刻与上一个波谷发生的时刻之间的时间间隔大于预设采样时间，则当前波峰值为有效波峰值，当前波谷值为有效波谷值。5.根据权利要求1所述的一种适用于火电厂过程控制性能在线分析的方法，其特征在于，所述步骤四中系统进入稳态的判断方法为：若|SP(n)
‑
PV(n)|<eSS或|PV(n)
‑
PV(n1)|<e3且|SP(n)
‑
SP(n1)|<e4，则系统进入稳态，其中，SP为设定值，PV为测量值，eSS为稳态误差，PV(n)为当前时刻测量值，PV(n1)为上一时刻测量值...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲晓荷，雷志伟，张剑，庄义飞，李达，郭宝，阚俊超，周海雁，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究总院有限公司大唐锅炉压力容器检验中心有限公司，
类型：发明
国别省市：