【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及重型燃气轮机健康评估，更具体地说是一种重型燃气轮机变权健康评估方法。
技术介绍
1、重型燃气轮机是燃气蒸汽联合循环发电装置的核心动力装备。由于重型燃气轮机工况变化快，运行时间长，从而大大增加其失效风险。一旦重型燃气轮机发生故障，不仅会影响到燃气轮机的性能下降，由于重型燃气轮机的特殊性，也将影响电力系统稳定，造成巨大的经济损失。因此，重型燃气轮机健康评估方法研究至关重要。
2、现有健康评估方法通常采用单一赋权法，如申请专利号cn202211480802.8基于层次分析的变电设备的健康评估算法、申请专利号cn201910316779.0一种基于改进主成分－层次分析的配电网评估方法、申请专利号cn201910088669.3一种基于云模型的卫星姿控系统健康状态评估和预测方法。然而，上述方法赋权结果存在片面性的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种重型燃气轮机变权健康评估方法，提供一种科学合理、适应性强、使用价值高的重型燃气轮机健康评估方法；该方法能够根据评估指标参数级健康度和主客观变权权重结果，构建重型燃气轮机健康评估主客观融合权重公式，采用凸优化方法对融合主客观的最优权重进行求解，从而获得重型燃气轮机部件级健康度，实现对重型燃气轮机的健康评估。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
3、一种重型燃气轮机变权健康评估方法，该方法包括以下步骤：
4、s1：建立重型燃气轮机健康评估指标体系；
5、
6、s3：采用层次分析法确定主观权重，采用熵权法确定客观权重；
7、s4：对主观权重和客观权重进行修正，得到主观变权权重和客观变权权重；
8、s5：采用凸优化方法对主观变权权重和客观变权权重进行融合，得到最优权重；
9、s6：聚合参数级健康度，计算重型燃气轮机部件级健康度；
10、s1中，将重型燃气轮机可测量参数作为健康评估指标，健康评估指标参数共同形成重型燃气轮机健康评估指标体系；重型燃气轮机可测量参数包括进气滤网压损δp、压气机出口压力p2、压气机出口温度t2和涡轮出口温度t4；
11、所述s2具体包括以下步骤：
12、s201：基于统计分析，采用概率密度估计法确定健康度函数的特征数a、特征数b和特征数c；
13、s202：根据特征数，得到各健康评估指标的健康度函数；
14、所述特征数a的值是样本统计分布的置信下限θlf；特征数b则是样本均值m；特征数c值为样本统计分布得到的置信下限θlh；
15、置信下限θlf和置信下限θlh的定义如下：
16、θl＝m-n*st (1)
17、θu＝m+n*st (2)
18、式中，st为样本标准差，选取置信度为95％时对应n＝1.96进行概率密度估计；
19、所述s3具体包括以下步骤：
20、s301：根据评估指标两两重要性比较，得到层次分析法判别矩阵p，计算判别矩阵的特征向量，特征向量归一后即为主观权重分配结果w1；
21、s302：计算评估指标的熵值e，计算评估指标的差异系数g，特征向量归一后即为客观权重分配结果w2；
22、所述判别矩阵p由元素aij组成，aij的值为评估指标ai与aj进行重要性比较值；
23、所述评估指标的熵值e和评估指标的差异系数g的定义如下：
24、
25、gi＝1-ei (4)
26、式中，yij为第i个评估指标的值，n为样本数；
27、所述s4中，利用各评估指标参数级健康度，引入变权理论，分别对w1和w2进行修正，得到主观变权权重w1’和客观变权权重w2’；
28、变权表达式如下：
29、
30、
31、式中，表示的是评估指标rij的参数级健康度，w1ij和w1'ij表示第i个评估指标中第j个样本的主观常权权重和主观变权权重，w2ij和w2'ij表示第i个评估指标中第j个样本的客观常权权重和客观变权权重，α为变权系数，取α＝-1；
32、所述s5中，明确主观权重偏好系数k，构建重型燃气轮机健康评估主客观融合权重公式h(w)，利用凸优化方法对主客观融合权重公式中的主客观权重进行求解，得到最优权重w；
33、构建的重型燃气轮机健康评估主客观融合权重公式h(w)如下：
34、
35、式中，k为主观权重偏好系数，取k＝0.5；
36、所述s6具体包括以下步骤：
37、s601：根据隶属度函数，确定评估指标隶属度矩阵b；
38、s602：将健康状态划分为四个等级，并分别设定等级对应的隶属度；
39、s603：基于隶属度准则，利用评估指标隶属度矩阵b和最优权重w，计算部件级健康度hi_gt；
40、所述隶属度函数为梯形分布函数与三角形分布函数相结合；
41、将健康状态划分为四个等级：“健康”、“衰退”、“恶化”、“失效”，设定等级对应的隶属度，令“健康”为0.9，“衰退”为0.675，“恶化”为0.425，“失效”为0.15；
42、所述部件级健康度hi_gt定义如下：
43、hv_gt＝1·w(1)·b(1)+0.675·w(2)·b(2)+0.425·w(3)·b(3)+0.15·w(4)·b(4)。(8)
44、本专利技术的有益效果为：
45、一、采用概率密度估计法建立了各评估指标的健康度函数；
46、二、采用层次分析法确定主观权重，采用熵权法确定客观权重。由于常权评估中可能会因为某评估指标权重相对较小，导致不能真实地反映出重型燃气轮机健康状态，因此，引入变权理论对主客观权重进行修正；
47、三、构建了重型燃气轮机健康评估主客观融合权重公式，采用凸优化方法对融合主客观的最优权重进行求解，将主客观权重相互修正、相互融合，最大限度保留评估指标参数的数据信息，并适度体现评估的主观意见，得到具有主客观意义的权重，使评估结果更具体；
48、四、基于隶属度准则，计算重型燃气轮机部件级健康度，实现重型燃气轮机健康评估。其科学合理，适用性强，工程应用价值高，可为后续燃气轮机运行维护等提供一定参考。
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1.一种重型燃气轮机变权健康评估方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种重型燃气轮机变权健康评估方法，其特征在于：S1中，将重型燃气轮机可测量参数作为健康评估指标，健康评估指标参数共同形成重型燃气轮机健康评估指标体系；重型燃气轮机可测量参数包括进气滤网压损ΔP、压气机出口压力P2、压气机出口温度T2和涡轮出口温度T4。
3.根据权利要求1所述的一种重型燃气轮机变权健康评估方法，其特征在于：所述S2具体包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种重型燃气轮机变权健康评估方法，其特征在于：所述S3具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种重型燃气轮机变权健康评估方法，其特征在于：所述判别矩阵P由元素aij组成，aij的值为评估指标ai与aj进行重要性比较值；
6.根据权利要求1所述的一种重型燃气轮机变权健康评估方法，其特征在于：所述S4中，利用各评估指标参数级健康度，引入变权理论，分别对w1和w2进行修正，得到主观变权权重w1’和客观变权权重w2’；
7.根据权利要求1所述的一种
8.根据权利要求1所述的一种重型燃气轮机变权健康评估方法，其特征在于：所述S6具体包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种重型燃气轮机变权健康评估方法，其特征在于：所述隶属度函数为梯形分布函数与三角形分布函数相结合。
10.根据权利要求8所述的一种重型燃气轮机变权健康评估方法，其特征在于：将健康状态划分为四个等级：“健康”、“衰退”、“恶化”、“失效”，设定等级对应的隶属度，令“健康”为0.9，“衰退”为0.675，“恶化”为0.425，“失效”为0.15；
...【技术特征摘要】
1.一种重型燃气轮机变权健康评估方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种重型燃气轮机变权健康评估方法，其特征在于：s1中，将重型燃气轮机可测量参数作为健康评估指标，健康评估指标参数共同形成重型燃气轮机健康评估指标体系；重型燃气轮机可测量参数包括进气滤网压损δp、压气机出口压力p2、压气机出口温度t2和涡轮出口温度t4。
3.根据权利要求1所述的一种重型燃气轮机变权健康评估方法，其特征在于：所述s2具体包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种重型燃气轮机变权健康评估方法，其特征在于：所述s3具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种重型燃气轮机变权健康评估方法，其特征在于：所述判别矩阵p由元素aij组成，aij的值为评估指标ai与aj进行重要性比较值；
6.根据权利要求1所述的一种重型燃气轮机变权健康评估方法，其特征在于：所述s4中，利用各评估指...
【专利技术属性】
技术研发人员：敖冉，曹云鹏，李淑英，任得志，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：
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