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《华北电力大学(北京)》 2011年
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火电机组反向建模方法的研究

靳涛  
【摘要】:火电机组热力系统在运行过程中具有非线性、时变、多变量和多回路耦合以及响应速度不同等各种动态过程交织在一起的特点,其建模方法一直是富于挑战性的研究课题之一。火电机组热力系统建模方法是解决机组优化运行、控制、性能评估、故障诊断、仿真等关键问题的基础。针对现有建模方法在实际应用中存在的精度不高,不能准确反映过程特点的问题,本文深入研究了一种新的建模理论——反向建模,以期提高火电机组热力系统的建模效率和建模精度。 本文首次提出了火电机组反向建模方法的基本定义、一般建模模式、要求、意义和作用,形成了较完整的理论和方法。深入研究反向建模过程中的实时数据验证、特征变量提取和神经网络算法、偏最小二乘算法、最小二乘支持向量机算法和遗传算法等具体反向建模算法以及反向建模的可行性和模型的准确性验证。 确保建模数据的正确性是反向建模的基础,本文研究实时运行数据的验证方法。根据火电厂不同测量数据布置的测点数目不同,把数据分两类验证。对于单、双测点数据,研究相邻数据变化率的方法和曲线拟合残差的方法。为了克服这两种方法对火电机组某些特殊运行工况下产生的突变数据的误判,提出用另外与它有密切关联关系的测点的变化量作为参考进行二次判断。对于多测点参数的数据,提出用格拉布斯准则进行实时验证。通过对实时运行数据的验证表明,所用方法可以有效剔除和校正实时数据中的显著误差。 特征变量是反向建模中的重要参数,对建模精度有很大影响,因此研究特征变量的提取方法是提高反向建模精度的关键。本文通过对多种特征变量提取方法的研究,提出在反向建模过程中用灰关联分析法提取特征变量,运用少量输入变量达到改善模型精度和提高模型速度的目的,并在主蒸汽流量的反向建模中得到了验证。 在确立了反向建模理论和方法后,进行反向建模的可行性研究和模型的准确性验证。对火电厂运行数据进行的反向建模分析表明,其运行数据之间的关系主要表现为两种形式:一种是自变量之间有良好的线性相关性,且自变量和因变量之间也有良好的线性相关性;另一种是自变量之间有良好的线性相关性,但自变量和因变量之间的相关性很弱。对第一种情况本文提出以偏最小二乘算法建模;对第二种情况,提出以神经网络算法和最小二乘支持向量机算法建模,并用遗传算法优化最小二乘支持向量机的参数。本文选取火电机组中具有代表性的参数为例,运用反向建模的方法分别建立了火电厂主蒸汽流量、汽轮机排汽焓、飞灰含碳量、亚临界和超(超)临界机组的高温受热面管壁温度、中间点温度等的数学模型,结果表明所建模型可以解决目前火电机组在线性能计算和关键参数的冗余分析中遇到的难题。所建模型的精度验证了反向建模方法的可行性,为火电机组建模提供了新途径。
【学位授予单位】:华北电力大学(北京)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM621

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王建星;反向建模在复杂热力系统建模中的应用研究[D];华北电力大学;2012年
2 张美荣;基于图论的电力系统脆性分析及仿真[D];哈尔滨理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 董学育;基于人工神经网络的故障诊断方法在电站中的应用研究[D];东南大学;2001年
2 李建强;基于数据挖掘的电站运行优化理论研究与应用[D];华北电力大学(河北);2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 朱明;基于振动频谱分析的球磨机存煤量测控与优化[D];东南大学;2004年
2 付国仙;灰关联—反向建模在球磨机料位软测量中的应用[D];华北电力大学(北京);2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 杨春鼎;;钱学森与《形象思维学》的创立[A];中国思维科学研究论文选2011年专辑[C];2012年
4 杨春鼎;;思维科学的突破口——形象思维——钱学森对创建形象思维学的开拓性贡献[A];中国思维科学研究论文选2011年专辑[C];2012年
5 杨春鼎;;形象思维研究与新的科技革命和教育革命——纪念钱学森倡导思维科学研究三十年[A];中国思维科学研究论文选2011年专辑[C];2012年
6 杨春鼎;;形象思维研究对于深化马克思主义哲学体系的理论意义[A];中国思维科学研究论文选2011年专辑[C];2012年
7 王守武;;思维科学的出路何在[A];中国思维科学研究论文选2011年专辑[C];2012年
8 邓方;陈杰;陈文颉;朱琳;;元胞自动机及其在兵力推演中的建模与仿真[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 宋海鹰;桂卫华;阳春华;;基于核偏最小二乘的简约最小二乘支持向量机及其应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 宋海鹰;桂卫华;阳春华;;基于最小二乘支持向量机的Hammerstein-Wiener模型辨识[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张杏莉;几何约束求解关键问题研究[D];山东科技大学;2010年
2 樊建聪;分布估计学习算法研究[D];山东科技大学;2010年
3 杨莉;基于可持续发展的我国电源结构优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 赵莹;半监督支持向量机学习算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 任桢;图像分类任务的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 曹宇;利用遗传算法对声障板优化设计的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李硕;基于Vis/NIR光谱不同粒径下土壤碳氮的预测研究[D];华中农业大学;2010年
2 曾传华;基于颜色和纹理特征的竹条分级方法研究[D];华中农业大学;2010年
3 杜二玲;拟概率空间上等均值噪声下统计学习理论的理论基础[D];河北大学;2007年
4 朱杰;一种基于聚类的支持向量机反问题求解算法[D];河北大学;2007年
5 廖甜甜;白细胞图像语义识别分类的研究[D];南昌航空大学;2010年
6 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
7 刘棉;人机划拳系统的实现[D];山东科技大学;2010年
8 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
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10 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
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1 倪长健;王顺久;崔鹏;;投影寻踪动态聚类模型及其在天然草地分类中的应用[J];安全与环境学报;2006年05期
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7 占勇,程浩忠,熊虎岗;电力网络连锁故障研究综述[J];电力自动化设备;2005年09期
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9 付忠广;王丽平;戈志华;靳涛;张光;;采用主成分分析法综合评价电站机组的运行状态[J];动力工程;2008年04期
10 靳涛;付忠广;刘刚;杨勇平;;反向建模方法在火电厂关键参数建模中的应用[J];动力工程;2009年11期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 王劲松;复杂系统脆性理论及其在电力系统风险分析中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 郭健;突变理论在复杂系统脆性理论研究中的应用[D];哈尔滨工程大学;2004年
3 闫丽梅;系统的脆性理论及其在电力系统中的应用[D];哈尔滨工程大学;2006年
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5 王惠杰;基于混合模型的机组状态重构及运行优化研究[D];华北电力大学(河北);2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王继尧;基于熵和集对分析理论的复杂系统的脆性研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
2 胡林果;基于熵与非合作博弈理论的煤矿系统的脆性研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
3 杨晓宇;基于复杂交通系统的脆性理论研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
【二级引证文献】
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1 叶恺;磁栅尺的设计建模与应用研究[D];武汉理工大学;2013年
【二级参考文献】
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2 赛英;粗糙集扩展模型及其在数据挖掘中的应用研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
3 平雪良;灰色系统理论及其在逆向工程数据测量与处理中的应用[D];南京航空航天大学;2005年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄道友;300MW机组运行优化管理及应用研究[D];华北电力大学;2001年
2 杨志平;火电机组性能监测与优化研究[D];华北电力大学(北京);2003年
3 陈砚雄;事务间量化关联规则挖掘的研究及应用[D];华中师范大学;2003年
4 孙伟;火电厂锅炉热经济性的分析模型研究[D];华北电力大学(河北);2003年
5 朱明;基于振动频谱分析的球磨机存煤量测控与优化[D];东南大学;2004年
6 陈强;热工过程中的数据校正和多目标优化研究[D];东南大学;2004年
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8 苏志刚;球磨机制粉出力的软测量研究[D];东南大学;2006年
9 刘永超;粗糙集理论在数据预处理中的应用研究[D];大连理工大学;2007年
10 李喜;偏最小二乘回归理论的研究及软测量应用[D];大连理工大学;2008年
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10 胡晓阳;龚传利;;碗米坡水电厂AGC控制策略改进[A];中国水力发电工程学会信息化专委会2009年学术交流会论文集[C];2009年
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3 周梦榕;中国首台全国产化70万千瓦水轮机组并网发电[N];中华建筑报;2007年
4 通讯员 张伟倩王猛;邹县发电厂全力备战奥运保电[N];济宁日报;2008年
5 通讯员 黄华;三峡左岸机组首次实现满负荷发电[N];中国电力报;2006年
6 记者 吕向荣通讯员 吴飞;“一炉一机”年减排二氧化硫8000吨[N];中国石化报;2008年
7 邓凤影;确保春节期间安全生产[N];东北电力报;2007年
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6 贾瑞宣;电厂冷端多尺度能耗表征及控制规律研究[D];华北电力大学(北京);2011年
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9 郭启刚;热工过程多模型控制理论与方法的研究[D];华北电力大学(河北);2007年
10 王玮;火电机组冷端系统建模与节能优化研究[D];华北电力大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐红波;1000MW机组给水系统选型对比分析[D];华北电力大学(北京);2010年
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3 姚中东;任丘电厂2×300MW机组供热方案研究[D];华北电力大学;2012年
4 孙晓辉;数字液压电调(DEH)技术改造方案及实施[D];华北电力大学(北京);2010年
5 王鹏鹏;328.5MW机组数字电液调节技术方案分析与设计[D];华北电力大学(河北);2010年
6 刘登涛;基于数据挖掘的电厂机组特性识别及优化运行[D];杭州电子科技大学;2011年
7 周莹;1000MW机组汽轮机数字电液调节系统建模与仿真[D];华北电力大学;2012年
8 钱宇;中孚电力300MW机组节能降耗研究[D];华北电力大学;2012年
9 陈忠;石嘴山330MW机组节能诊断系统的开发与应用[D];华北电力大学(河北);2010年
10 贺茂石;热电联产机组电力调峰运行可行性研究[D];华北电力大学;2012年
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