一種基于大數(shù)據(jù)的燃氣?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組遠程能效診斷方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于大數(shù)據(jù)的燃氣?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組遠程能效診斷方法，屬于燃氣?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。本診斷方法是在工業(yè)化和信息化不斷加速融合的大背景下，通過基于Internet的集團專網(wǎng)，對現(xiàn)場采集得到的燃氣發(fā)電機組原始運行參數(shù)進行整合與分析。該系統(tǒng)包括實時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫，用于進行數(shù)據(jù)的存儲與傳輸；配置應(yīng)用服務(wù)器，用于進行數(shù)據(jù)計算、分析和應(yīng)用；Web服務(wù)器，信息的Web發(fā)布和遠程訪問，其特征在于，診斷步驟如下，數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)信息的整合與分析，數(shù)據(jù)判穩(wěn)，機組運行狀況在線監(jiān)視，性能指標(biāo)的實時在線計算，運行參數(shù)統(tǒng)計分析，性能指標(biāo)統(tǒng)計與數(shù)據(jù)挖掘分析，機組對標(biāo)管理。
【專利說明】
一種基于大數(shù)據(jù)的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組遠程能效診 斷方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于大數(shù)據(jù)的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組遠程能效診斷方法， 屬于燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，國內(nèi)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組的能效評價，主要是參考機組額定工況的 設(shè)計參數(shù)或者機組運行經(jīng)驗，但在實際運行中，機組工況處于非額定工況，有的是因為運行 參數(shù)偏離了當(dāng)前運行最佳值，有的是由于設(shè)備的老化、缺陷所引起，無法有效評價機組的能 效水平和能量損失。且我國主要靠引進國外燃氣輪機發(fā)電機組，對機組的掌握相對國內(nèi)燃 煤機組較少，缺乏對熱力系統(tǒng)的全面診斷和優(yōu)化，尤其是對熱力系統(tǒng)局部變化的經(jīng)濟性定 量分析研究。
[0003] 對于燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組這種復(fù)雜因素的影響，現(xiàn)階段理論研究滿足不 了工業(yè)需求，需要對機組運行邊界條件變化、主輔機設(shè)備老化和機組啟停情況進行遠程在 線跟蹤，通過大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)來開展最佳運行值判定以及能效診斷分析，評價和優(yōu)化機組 運行的經(jīng)濟性、安全性。
[0004] 中國專利公開號102736590A公開了一種遠程能效診斷的方法和診斷系統(tǒng)，其包括 一能源監(jiān)測終端、一能源數(shù)據(jù)采集模塊、一能源統(tǒng)計分析模塊、一能源損耗診斷模塊、一能 源決策支持模塊。該能源監(jiān)測終端用于對企業(yè)現(xiàn)場的各類能源數(shù)據(jù)進行采集和監(jiān)測；該能 源數(shù)據(jù)采集模塊用于將能源數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髡鞠到y(tǒng);該能源統(tǒng)計分析模塊用于對各類能源基 礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析;該能源損耗診斷模塊用于對能源損耗進行分析和診斷；該能源決 策支持模塊用于生成能源改造和節(jié)能策略的輔助決策。本發(fā)明還提供一種上述對能源進行 安全、可靠的遠程診斷的方法。然而上述技術(shù)方案并不適用于本發(fā)明申請的燃氣-蒸汽聯(lián)合 循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，并不能解決本領(lǐng)域存在的技術(shù)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于大數(shù)據(jù)的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組遠程能效 診斷方法，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，通過大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)來開展最佳運行值判定 以及能效診斷分析，評價和優(yōu)化機組運行的經(jīng)濟性、安全性。
[0006] 本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0007] -種基于大數(shù)據(jù)的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組遠程能效診斷方法，包括實時數(shù) 據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫，用于進行數(shù)據(jù)的存儲與傳輸;配置應(yīng)用服務(wù)器，用于進行數(shù)據(jù)計算、分 析和應(yīng)用;Web服務(wù)器，信息的Web發(fā)布和遠程訪問，其特征在于，診斷步驟如下：
[0008] 1)數(shù)據(jù)采集的步驟，接收和存儲發(fā)電企業(yè)上傳的實時數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù)；
[0009] 2)數(shù)據(jù)信息的整合與分析的步驟，對現(xiàn)場采集得到的多頻、異源、異構(gòu)數(shù)據(jù)進行整 合與分析，剔除原始數(shù)據(jù)中的過失誤差、隨機誤差，補全不完備數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)校正，最終 形成數(shù)據(jù)支撐平臺；
[0010] 3)數(shù)據(jù)判穩(wěn)的步驟，以除氧器進口凝結(jié)水流量、主汽壓力、燃氣機組負荷、汽輪機 組負荷，四個參數(shù)共同作為檢測機組穩(wěn)態(tài)工況的依據(jù)，判斷機組處于穩(wěn)態(tài)工況的條件，在一 個計算周期內(nèi)上述四個參數(shù)的穩(wěn)定指標(biāo)是否均在規(guī)定閾值范圍內(nèi)；
[0011] 4)機組運行狀況在線監(jiān)視的步驟，在線監(jiān)視設(shè)備運行狀況和生產(chǎn)過程參數(shù)信息， 對燃機側(cè)監(jiān)視、余熱鍋爐側(cè)監(jiān)視、汽機側(cè)監(jiān)視和設(shè)備廠用電監(jiān)視；
[0012] 5)性能指標(biāo)的實時在線計算的步驟，對發(fā)電機組的經(jīng)濟性能指標(biāo)和設(shè)備性能指標(biāo) 的進行在線計算；
[0013] 6)運行參數(shù)統(tǒng)計的步驟，對發(fā)電機組運行參數(shù)的統(tǒng)計分析；
[0014] 7)數(shù)據(jù)挖掘分析的步驟，基于發(fā)電機組的經(jīng)濟性能指標(biāo)的實時計算值，獲得機組 運行性能的時空分布曲線和最佳運行效率區(qū)域；
[0015] 8)機組對標(biāo)管理的步驟，基于上述步驟獲得的數(shù)據(jù)，形成機組能效診斷月報。
[0016] 作為優(yōu)選，步驟1)中的實時數(shù)據(jù)主要用來傳輸和存儲"秒級"實時性要求比較高的 生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，包括DCS控制系統(tǒng)、輔控系統(tǒng)、電量系統(tǒng)；關(guān)系數(shù)據(jù)包括用于傳輸和存儲燃 料、配置參數(shù)的關(guān)系型數(shù)據(jù)，同時作為實時數(shù)據(jù)平臺的完善和補充。
[0017] 作為優(yōu)選，步驟2)中針對過失誤差，數(shù)據(jù)樣本中的過失誤差是由隨機干擾和檢測 儀表異常所引起，誤差幅度一般較大，采用限幅的方法進行消除，根據(jù)實際生產(chǎn)工藝要求確 定實時數(shù)據(jù)的變化范圍，然后利用最大最小值限幅方法剔除不在此區(qū)域中的數(shù)據(jù)樣本；
[0018] 針對隨機誤差，考慮到生產(chǎn)過程本身的動態(tài)特性，對這種動態(tài)過程的數(shù)據(jù)采用拉 依達(3σ)準(zhǔn)則進行判別，剔除隨機誤差后取其樣本的平均值。即針對采集數(shù)據(jù)的多個樣本 求取均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差，確定數(shù)值分布在"均值一2 X標(biāo)準(zhǔn)偏差"和"均值+2 X標(biāo)準(zhǔn)偏"區(qū)間。超 過這個區(qū)間的數(shù)據(jù)信息，則認(rèn)為是誤差數(shù)據(jù)，應(yīng)予以剔除；
[0019] 針對數(shù)據(jù)的不完整，考慮到直接刪除不完備信息數(shù)據(jù)記錄的方法會造成數(shù)據(jù)樣本 不能覆蓋整個工況區(qū)間、影響數(shù)據(jù)樣本的客觀性和完整性，從實用性的角度出發(fā)，結(jié)合數(shù)據(jù) 統(tǒng)計分析和屬性取值關(guān)聯(lián)程度這兩方面的優(yōu)勢，采用沿用上一樣本數(shù)據(jù)信息的方法進行不 完備數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)補齊。
[0020] 作為優(yōu)選，其特征是，步驟3)中判斷閥值范圍的公式：
[0022 ]式中：Dil^Kmax、DilfeKmin--分別為該計算周期內(nèi)除氧器進口凝結(jié)水流量的最大值、 最小值[t/h];
[0023] P^ax、P^in--分別為該計算周期內(nèi)主汽壓力的最大值、最小值[MPa];
[0024] --分別為該計算周期內(nèi)燃氣機組負荷的最大值、最小值
[MW];
[0025] --分別為該計算周期內(nèi)汽輪機組負荷的最大值、最小值 [MW];
[0026] ^ n --分別為除氧器進口凝結(jié)水流量[t/h]、 主汽壓力[MPa]、燃氣機組負荷[MW]、汽輪機組負荷[MW]的額定值，根據(jù)機組設(shè)計資料獲得， 其中的規(guī)定閥值分別為:Φ1=〇·〇52，Φ2 = 0·024，Φ3 = 0· 026，Φ4 = 0· 031。
[0027] 作為優(yōu)選，具體地，步驟5)中，建立基于燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組運行經(jīng)濟性 能實時計算分析模型，進行機組發(fā)電氣耗、燃機效率、鍋爐效率、汽機熱耗率的性能指標(biāo)的 在線計算。其中計算聯(lián)合循環(huán)電廠余熱鍋爐性能指標(biāo)時，涉及到燃氣輪機實際排汽流量的 計算。認(rèn)為其由兩部分組成，分別是參與燃燒生成的各排氣產(chǎn)物流量，與未參與燃燒的過量 空氣流量。而前者是根據(jù)燃燒化學(xué)反應(yīng)原理計算獲得，后者則需要通過能量平衡算法求取， 即進出燃機能量保持平衡。
[0028] 其中進入燃機的能量包含有3部分:①壓氣機空氣進入燃機的能量仏^，為實際參 與燃燒的空氣能量與未參與燃燒的過量空氣能量總和;②燃料天然氣進入燃機 的能量Qfuel;③燃機注水/水蒸氣的能量Q如。而離開燃機的能量則有4部分:①燃機排氣能 量0^，為燃燒生成的排氣能量Q_ bprcid與離開燃機的過量空氣能量β：Τ"Η?總和;②壓氣機 抽氣的能量Qext;③燃機做功輸出電功率Qelect;④各項熱損失能量Qloss。而參與燃燒的產(chǎn)物 組成以及各部分能量，可通過建立燃燒模型來獲得。
[0029] 作為優(yōu)選，步驟6)中運行參數(shù)統(tǒng)計分析，形成各種趨勢、成組數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)表的統(tǒng)計 資料，為電站管理和技術(shù)人員提供數(shù)據(jù)源。
[0030] 作為優(yōu)選，步驟7)中通過選定機組運行情況，統(tǒng)計篩選出符合條件的運行工況，并 給出燃機有功功率最小值、最大值，供使用者限定燃機額定負荷定義值;在此基礎(chǔ)上，統(tǒng)計 100 %、90 %、80 %額定負荷等不同負荷率工況下的機組運行性能指標(biāo)，實現(xiàn)機組運行性能 的時空分布曲線分析。并根據(jù)能效指標(biāo)和影響的運行參數(shù)耦合對比，分析不同時期單臺機 組經(jīng)濟性能指標(biāo)，從而獲得機組最佳運行效率區(qū)域。
[0031] 作為優(yōu)選，步驟8)是基于參數(shù)和指標(biāo)的數(shù)據(jù)查詢和趨勢分析、關(guān)鍵參數(shù)相互關(guān)系 的對比分析和曲線擬合，形成機組能效診斷月報。
[0032] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果:本診斷方法是在工業(yè)化和信息化 不斷加速融合的大背景下，通過基于Internet的集團專網(wǎng)，對現(xiàn)場采集得到的燃氣發(fā)電機 組原始運行參數(shù)進行整合與分析，剔除原始數(shù)據(jù)中的過失誤差、隨即誤差，補全不完備數(shù) 據(jù)。并建立燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組運行經(jīng)濟性能實時計算分析模型，利用大數(shù)據(jù)下的 數(shù)據(jù)挖掘分析方法來進行燃料消耗評價、設(shè)備狀態(tài)實時監(jiān)測、機組性能評價與診斷、統(tǒng)計對 比管理、節(jié)能分析月報等遠程能耗診斷，研究比較不同時段、不同條件的機組能效狀態(tài)，如 機組運行性能時空分布、機組最佳運行效率區(qū)域等，指導(dǎo)開展機組運行優(yōu)化、設(shè)備消缺以及 技術(shù)改造。
[0033] (1)機組實時信息監(jiān)測：以工藝流程形式實時監(jiān)測各機組設(shè)備運行狀況和生產(chǎn)過 程參數(shù)信息，可指導(dǎo)現(xiàn)場操作人員在線了解機組運行情況，為企業(yè)節(jié)能高效提供良好監(jiān)測 手段；
[0034] (2)機組性能在線評估:采用正、反平衡計算相互校核的方法，完成機組供電煤耗、 氣耗、聯(lián)合循環(huán)效率等經(jīng)濟性能指標(biāo)的實時在線計算；
[0035] (3)數(shù)據(jù)挖掘分析:針對影響機組能效水平的環(huán)境因素、運維因素進行參數(shù)篩選， 獲得機組最佳運行性能時空分布及最佳運行效率區(qū)域；
[0036] (4)節(jié)能分析月報:基于關(guān)鍵參數(shù)相互關(guān)系的對比分析結(jié)果，形成多種形式節(jié)能分 析報表供用戶決策參考。
【附圖說明】
[0037] 圖1是本發(fā)明遠程能效診斷系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖
[0038] 圖2是本發(fā)明遠程能效診斷數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)示意圖
[0039] 圖3是本發(fā)明遠程能效診斷實施路線圖
[0040] 圖4是本發(fā)明燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組運行狀況監(jiān)視一一燃機系統(tǒng)圖 [0041 ]圖5是本發(fā)明燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組運行狀況監(jiān)視一一余熱鍋爐系統(tǒng)圖
[0042] 圖6是本發(fā)明燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組運行狀況監(jiān)視一一汽機系統(tǒng)圖
[0043] 圖7是本發(fā)明燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組運行狀況監(jiān)視一一設(shè)備廠用電圖
[0044] 圖8是本發(fā)明燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組性能指標(biāo)實時在線計算示意圖
[0045] 圖9是本發(fā)明燃機、聯(lián)合循環(huán)機組性能指標(biāo)算法框圖
[0046] 圖10是本發(fā)明聯(lián)合循環(huán)電站汽機性能指標(biāo)算法框圖
[0047] 圖11是本發(fā)明聯(lián)合循環(huán)電站余熱鍋爐性能指標(biāo)算法框圖
[0048] 圖12是本發(fā)明燃機能量平衡示意圖
[0049] 圖13是本發(fā)明燃燒產(chǎn)物組成算法框圖
[0050] 圖14是本發(fā)明壓氣機空氣進入燃機的能量算法框圖
[0051] 圖15是本發(fā)明燃料天然氣進入燃機的能量算法框圖
[0052] 圖16是本發(fā)明燃機注水/水蒸氣的能量算法框圖 [0053]圖17是本發(fā)明燃機排氣能量算法框圖
[0054]圖18是本發(fā)明壓氣機抽氣的能量算法框圖 [0055]圖19是本發(fā)明燃機做功輸出電功率、各項熱損失能量算法框圖 [0056]圖20是本發(fā)明燃氣輪機實際排氣組成、流量算法框圖 [0057]圖21是本發(fā)明運行指標(biāo)統(tǒng)計分析圖
[0058]圖22是本發(fā)明燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組數(shù)據(jù)挖掘分析示意圖一一機組運行性 能時空分布圖
[0059]圖23是本發(fā)明燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組數(shù)據(jù)挖掘分析示意圖一一機組最佳運 行效率區(qū)域圖。
【具體實施方式】
[0060]下面結(jié)合附圖并通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā) 明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0061 ] 具體實施例：
[0062] 一.系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)
[0063]利用現(xiàn)有的PI實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和Oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫，進行數(shù)據(jù)的存儲與傳輸； 配置應(yīng)用服務(wù)器與Web服務(wù)器，分別用于進行數(shù)據(jù)計算、分析和應(yīng)用，以及信息的Web發(fā)布和 遠程訪問，所有服務(wù)器都通過防火墻與外網(wǎng)進行隔離。對防火墻進行配置后，終端用戶可以 B/S方式安全訪問。從下到上在層次上分為4個層次:數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)邏輯層、表示層、對外 接口和終端訪問層，系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)如圖1所示。
[0064] ①數(shù)據(jù)訪問層
[0065] 數(shù)據(jù)訪問層位于系統(tǒng)平臺的最底層，用于接收和存儲廠站側(cè)數(shù)據(jù)采集平臺上傳的 實時數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)主要用來傳輸和存儲"秒級"實時性要求比較高的各產(chǎn)業(yè)生 產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，如DCS控制系統(tǒng)、輔控系統(tǒng)、電量系統(tǒng)等;關(guān)系數(shù)據(jù)用于傳輸和存儲燃料、配置 參數(shù)等關(guān)系型數(shù)據(jù);同時作為實時數(shù)據(jù)平臺的完善和補充。
[0066] ②業(yè)務(wù)邏輯層
[0067] 業(yè)務(wù)邏輯層具體包括指標(biāo)統(tǒng)計、邏輯運算、性能分析、狀態(tài)監(jiān)測、流程管理、圖表配 置服務(wù)等模塊。系統(tǒng)各功能模塊采取插件式，可選擇加載，可獨立配置運行。模塊間的交互 只在底層數(shù)據(jù)訪問層進行，做到"高內(nèi)聚，低耦合"。整個系統(tǒng)的運行可以不受上線業(yè)務(wù)模塊 的影響。
[0068] ③表示層
[0069]針對各個產(chǎn)業(yè)開發(fā)的業(yè)務(wù)模塊通過WEB方式進行展示，可以實現(xiàn)各個產(chǎn)業(yè)特有的 業(yè)務(wù)需求。表示層采用AJAX、頁面緩存、自定義組件等技術(shù)保證用戶友好的操作體驗和順暢 的訪問速度。由于邏輯層相當(dāng)強大和完善，無論表現(xiàn)層如何定義和更改，邏輯層都能完善地 提供服務(wù)。
[0070] ④對外接口和終端訪問層
[0071] 系統(tǒng)充分考慮到發(fā)電企業(yè)整體信息化規(guī)劃，在設(shè)計上確保系統(tǒng)不成為信息孤島， 借助已經(jīng)建立的企業(yè)服務(wù)總線，實現(xiàn)與各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合，對外接口和終端訪問層 負責(zé)向用戶提供友好的人機交互接口和數(shù)據(jù)的輸入輸出工作。
[0072] 二·系統(tǒng)實施路線
[0073] 燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組遠程能效診斷中數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)示意圖，如圖2所示。
[0074] 系統(tǒng)通過Microsoft Visual Studio 2012開發(fā)工具、ASP.NET技術(shù)、Microsoft SQL Server 2008 R2數(shù)據(jù)庫，和C Sharp以及JavaScript、EXT等腳本語言編寫完成的，數(shù)據(jù) 讀取間隔周期為30秒。
[0075]系統(tǒng)實施路線如圖3所示。
[0076] 2.1數(shù)據(jù)采集
[0077] 接收和存儲廠站側(cè)上傳的實時數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)主要用來傳輸和存儲 "秒級"實時性要求比較高的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，如DCS控制系統(tǒng)、輔控系統(tǒng)、電量系統(tǒng)等（見表 1);關(guān)系數(shù)據(jù)用于傳輸和存儲燃料、配置參數(shù)等關(guān)系型數(shù)據(jù)(見表2)，同時作為實時數(shù)據(jù)平 臺的完善和補充。
[0078] 表1遠程能效診斷采集的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)
[0081]表2遠程能效診斷采集的關(guān)系型數(shù)據(jù)
[0083] 2.2數(shù)據(jù)信息的整合與分析
[0084]對現(xiàn)場采集得到的多頻、異源、異構(gòu)數(shù)據(jù)進行整合與分析，剔除原始數(shù)據(jù)中的過失 誤差、隨機誤差，補全不完備數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)校正，最終形成高效率的數(shù)據(jù)支撐平臺。
[0085]針對過失誤差，考慮到電力生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)過程中DCS、PLC等的廣泛使用，數(shù)據(jù)樣本 中的過失誤差一般是由隨機干擾和檢測儀表異常所引起，采用限幅的方法進行消除。根據(jù) 實際生產(chǎn)工藝要求，天然氣累計流量、高廠變電量為累積型數(shù)據(jù)，然后利用前后時刻數(shù)據(jù)差 值為正值的限幅方法，剔除不在此區(qū)域中的數(shù)據(jù)樣本。
[0086] 針對隨機誤差，考慮到生產(chǎn)過程本身的動態(tài)特性，對這種動態(tài)過程的數(shù)據(jù)信息采 用拉依達(3〇)準(zhǔn)則進行判別，剔除隨機誤差后取其樣本的平均值。即針對采集數(shù)據(jù)的多個 樣本求取均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差，確定數(shù)值分布在"均值一2 X標(biāo)準(zhǔn)偏差"和"均值+2 X標(biāo)準(zhǔn)偏"區(qū) 間。超過這個區(qū)間的數(shù)據(jù)信息，則認(rèn)為是誤差數(shù)據(jù)，應(yīng)予以剔除。
[0087] 針對數(shù)據(jù)的不完整，考慮到直接刪除不完備信息數(shù)據(jù)記錄的方法會造成數(shù)據(jù)樣本 不能覆蓋整個工況區(qū)間、影響數(shù)據(jù)樣本的客觀性和完整性，從實用性的角度出發(fā)，結(jié)合數(shù)據(jù) 統(tǒng)計分析和屬性取值關(guān)聯(lián)程度這兩方面的優(yōu)勢，采用沿用上一樣本數(shù)據(jù)信息的方法來進行 不完備數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)補齊。
[0088] 2.3數(shù)據(jù)判穩(wěn)
[0089] 燃氣發(fā)電機組生產(chǎn)過程是典型的變工況過程，過程在"穩(wěn)態(tài)-過渡態(tài)-穩(wěn)態(tài)"狀態(tài)下 不斷交替運行，因此，只有機組穩(wěn)定工況時的運行參數(shù)才能反映機組的實際情況。在對生產(chǎn) 過程數(shù)據(jù)進行過失誤差的消除、隨即誤差的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)、不完整數(shù)據(jù)的缺失補全等預(yù)處理后， 以除氧器進口凝結(jié)水流量、主汽壓力、燃氣機組負荷、汽輪機組負荷，四個參數(shù)共同作為檢 測機組穩(wěn)態(tài)工況的依據(jù)，判斷機組處于穩(wěn)態(tài)工況的條件是:在一個計算周期內(nèi)（如l〇min)上 述四個參數(shù)的穩(wěn)定指標(biāo)均在規(guī)定閾值范圍內(nèi)。
[0091] 式中：、DilfeKmin--分別為該計算周期內(nèi)除氧器進口凝結(jié)水流量的最大值、 最小值[t/h];
[0092] P^ax、P^in--分別為該計算周期內(nèi)主汽壓力的最大值、最小值[MPa];
[0093] --分別為該計算周期內(nèi)燃氣機組負荷的最大值、最小值
[MW];
[0094] ffm^JKWmax N--分別為該計算周期內(nèi)汽輪機組負荷的最大值、最小值
[MW];
[0095] 齡Μ旋、旋、W?腩郁--分別為除氧器進口凝結(jié)水流量[t/h]、 主汽壓力[MPa]、燃氣機組負荷[MW]、汽輪機組負荷[MW]的額定值，根據(jù)機組設(shè)計資料獲得。
[0096] 2.4機組運行狀況在線監(jiān)視
[0097] 如圖4~圖7所示，以工藝流程的形式展現(xiàn)各臺機組的設(shè)備運行狀況和生產(chǎn)過程參 數(shù)信息，實現(xiàn)燃機側(cè)、余熱鍋爐側(cè)監(jiān)視、汽機側(cè)監(jiān)視和設(shè)備廠用電監(jiān)視，指導(dǎo)現(xiàn)場操作人員 在線了解機組的運行情況。
[0098] 2.5性能指標(biāo)的實時在線計算
[0099] 參考《ASME PTC 22-2005燃氣輪機性能試驗規(guī)程》、《GB/T 18929-2002聯(lián)合循環(huán)發(fā) 電裝置驗收試驗》、《ASME PTC 6.2-2011聯(lián)合循環(huán)電站汽輪機性能試驗規(guī)程》和《ASME PTC 4.4-2008《燃氣輪機余熱鍋爐性能試驗規(guī)程》，建立基于燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組運行 經(jīng)濟性能實時計算分析模型，進行機組發(fā)電氣耗、燃機效率、鍋爐效率、汽機熱耗率等經(jīng)濟 性能指標(biāo)和凝汽器端差、凝汽器真空等設(shè)備性能指標(biāo)的在線計算(如圖8所示），計算過程框 圖如圖9~圖11所示。
[0100] 其中計算聯(lián)合循環(huán)電廠余熱鍋爐性能指標(biāo)時，涉及到燃氣輪機實際排氣流量的計 算。認(rèn)為燃機實際排氣流量由兩部分組成，分別是參與燃燒生成的各排氣產(chǎn)物流量，與未參 與燃燒的過量空氣流量。而前者是根據(jù)燃燒化學(xué)反應(yīng)原理計算獲得，后者則需要通過能量 平衡算法求取，即進出燃機能量保持平衡(如圖12所示）。
[0101] 其中進入燃機的能量包含有3部分:①壓氣機空氣進入燃機的能量仏^，為實際參 與燃燒的空氣能量與未參與燃燒的過量空氣能量總和;②燃料天然氣進入燃機 的能量Qfuel;③燃機注水/水蒸氣的能量Q如。而離開燃機的能量則有4部分:①燃機排氣能 量Q Mh，為燃燒生成的排氣能量Q_bprcid與離開燃機的過量空氣能量βΓΜ?總和;②壓氣機 抽氣的能量Q ext;③燃機做功輸出電功率Qelect;④各項熱損失能量Qloss。而參與燃燒的產(chǎn)物 組成以及各部分能量，可通過建立燃燒模型來獲得，具體算法如下(如圖13所示）。
[0102] (1)燃燒產(chǎn)物的組成
[0103] ①燃機進口空氣(濕空氣）的摩爾組成
[0104] T = Tjfti?atX1.8+491.67
[0105]
[0106] Ph2〇 = P vapor XRHaps^3(?t/l〇〇
[0107] FDA=(P^EKrPH2Q)/Pi^EKi
[0108] MFairJ^FDAxMF^.
[0109] Mffair=E(MFair,iXMffi)
[0110] 式中：T一一為壓氣機進口空氣溫度(蘭氏度）[R];
[0111] Pvapor--壓氣機進口空氣溫度下的水蒸氣飽和壓力[kPa];
[0112] Ph2〇--水的分壓力[kPa];
[0113] FDA一一干空氣分?jǐn)?shù)[/];
[0114] MFair；1一一燃機進口空氣（濕空氣）某一組分的摩爾分?jǐn)?shù)[/]。對于水的摩爾分?jǐn)?shù) MFh2〇 = 1-FDA，二氧化硫的摩爾分?jǐn)?shù)MFs〇2 = 〇;
[0115] MF:rJ--干空氣某一組分的摩爾分?jǐn)?shù)[/]，見表3;
[0116] i--角標(biāo)，表示氣體某一組分。在此處，分別為N2、02、C02、Ar、H20、S02;
[0117] Mffair--燃機進口空氣(濕空氣)平均相對分子質(zhì)量[/];
[0118] Mffi--氣體某一組分相對分子質(zhì)量[/]，見表4。
[0119] 表3干空氣組分的摩爾分?jǐn)?shù)
[0121]表4氣體組分的相對分子質(zhì)量
[0123] ②氣體燃燒導(dǎo)致的摩爾流量變化
[0124] MWfuei=E(MF；^，iXMWi)
[0126] Δ Μι = Σ (Mfuei X MF^, i X CRi, j)
[0127] 式中:MWfue3i--天然氣平均相對分子質(zhì)量；
[0128] Mfuei一一天然氣摩爾流量[mol/h];
[0129] ΔΜι--由于燃燒導(dǎo)致的空氣某一組分摩爾流量變化量[mol/h];
[0130] CR--燃氣燃燒摩爾比，見表5;
[0131] i--角標(biāo)，表示天然氣某一組分。在此處，分別為CH4、C2H6、C3H8、C4H10、C5H12、 C6H14、N2、C0、C02、H20、H2、H2S、He、02、Ar;
[0132] j--角標(biāo)，表示空氣某一組分。在此處，分別為N2、02、C02、Ar、H20、S02。
[0133] 表5燃氣燃燒摩爾比
[0136] *:氦氣，作為一種惰性氣體，在方程中如同氬氣處理。
[0137] ③實際燃燒了的濕空氣組成
[0143]式中：--進入燃燒的干空氣質(zhì)量流量[g/h];
[0144] ΔΜ〇2--由于燃燒導(dǎo)致的02摩爾流量的變化量[mol/h];
[0145] MF〇：--干空氣中02的摩爾分?jǐn)?shù)，0 · 209476;
[0146] MW:'--干空氣的相對分子質(zhì)量，28 · 9651159;
[0147] W--含濕量，[/];
[0148] mairc〇mb一一實際燃燒了的濕空氣質(zhì)量流量（即按化學(xué)計量燃燒所需的濕空氣質(zhì)量 流量[g/h];
[0149] Maircomb.i--實際燃燒了的濕空氣某一組分摩爾流量[ΠΙΟ 1/h];
[0150] i--角標(biāo)，表示空氣某一組分。在此處，分別為N2、02、C02、Ar、H20、S02;
[0151] mFaircomb.i--實際燃燒了的濕空氣某一組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
[0152] ④燃燒產(chǎn)物組成
[0158]式中:Minj-一注入水/水蒸汽的摩爾流量[mol/h];
[0159] minj--注入水/水蒸汽的質(zhì)量流量[kg/h];
[0160] Mcombprod,H20--燃燒產(chǎn)物中水的摩爾流量[m0 1/h];
[0161] Maircomb;H20--實際燃燒了的濕空氣中水的摩爾流量[ΠΙΟ 1/h];
[0162] ΔΜΗ20一一由于燃燒導(dǎo)致的，濕空氣中水的摩爾流量變化量[mo 1/h];
[0163] Mc〇mbpr〇d,i--燃燒產(chǎn)物中某一組分的摩爾流量[mo 1/h](水除外）；
[0164] ?--角標(biāo)，表示空氣某一組分。在此處，分別為N2、02、C02、Ar、H20、S02;
[0165] Maircomb.i--實際燃燒了的濕空氣中某一組分的摩爾流量[ΠΙΟ 1/h](水除外）；
[0166] AMi一一由于燃燒導(dǎo)致的，濕空氣中某一組分的摩爾流量變化量[mol/h](水除 外）；
[0167] Illcombprod--燃燒產(chǎn)物總的質(zhì)量流量[g/h];
[0168] rnFcombprod.i--燃燒產(chǎn)物中某一組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
[0169] (2)進入燃機的能量
[0170] 其中進入燃機的能量包含有3部分:①壓氣機空氣進入燃機的能量仏^，為實際參 與燃燒的空氣能量這廣與未參與燃燒的過量空氣能量β??'?總和;②燃料天然氣進入燃機 的能量Qfuel;③燃機注水/水蒸氣的能量Qinj。
[0171] ①壓氣機空氣進入燃機的能量(如圖14所示）
[0174] 式中：Qair--壓氣機空氣進入燃機的能量[J/h];
[0175] 一一進入燃機的過量空氣能量[J/h];
[0176] Q:b一一進入燃機燃燒的空氣能量[J/h];
[0177] --過量空氣質(zhì)量流量[g/h]，為待求量；
[0178] /C一一進口濕空氣焓（即實際燃燒了的濕空氣焓）[kj/kg];
[0179] hair>1(T?_)-一實際燃燒了的濕空氣，其某一組分在壓氣機進口空氣溫度下 的洽[kj/kg];
[0180] i一一角標(biāo)，表示實際燃燒了的濕空氣某一組分。在此處，分別為N2、02、⑶2、Ar、 H20、S02〇
[0181] ②燃料天然氣進入燃機的能量(如圖15所示）
[0182] QfUei=mfueiXLHV
[0183] 式中：Qfuel-一天然氣進入燃機的能量[J/h];
[0184] Vfuel一一天然氣體積流量[m~3/h];
[0185] LHV--天然氣體積低位熱值[kj/nf 3]。
[0186]③燃機注水/水蒸汽的能量(如圖16所示）
[0187] Qinj =minj X hinj X 1000
[0188] 式中：Qinj--燃機注水/水蒸氣的能量[J/h];
[0190] (3)離開燃機的能量
[0191]①燃機排氣能量(如圖17所示）
[01 94] hcombprod- Σ [rnFcombprod, i X hcombprod, ]
[0195] 式中：Qexh-一燃氣輪機排氣能量[J/h];
[0196] 一一離開燃機的過量空氣能量[J/h];
[0197] Qcombprod一一離開燃機燃燒的排氣能量[J/h];
[0198] C"一一濕空氣排氣焓(即實際燃燒了的濕空氣排氣焓）[kj/kg];
[0199] hc〇mbProd一一燃燒產(chǎn)物排氣焓（即實際燃燒了的濕空氣排氣焓）[kj/kg]
[0200] hair；1(T?mat)一一實際燃燒了的濕空氣，其某一組分在燃機排氣溫度下的焓 [kj/kg]；
[0201 ] hcombprod, i(Tfifflptsg)--燃燒產(chǎn)物中某一組分在燃機排氣溫度下的洽[kj/kg];
[0202] i--角標(biāo)，表示某一氣體組分。在此處，分別為N2、02、C02、Ar、H20、S02。
[0203] ②壓氣機抽氣的能量(如圖18所示）
[0206]式中：Qext--壓氣機抽氣的能量[J/h];
[0207] mext--壓氣機抽氣質(zhì)量流量[kg/h];
[0208] fC--壓氣機抽氣焓[kj/kg];
[0209] ^--壓氣機的抽氣，其某一組分在壓氣機抽氣溫度下的洽[kj/ kg]；
[0210] i--角標(biāo)，表示壓氣機的抽氣某一組分。在此處，分別為N2、02、C02、Ar、H20、S02。
[0211] ③燃機做功輸出電功率、各項熱損失能量(如圖19所示）
[0212] Qelect=W飄 X3600X106
[0213] Ql〇ss = C XQelect
[0214]式中：Qelect--輸出的電功率[J/h];
[0215] W娜i--燃機有功功率[麗];
[0216] Qi〇ss 各項熱損失能量[J/h];
[0217] ξ一一熱損失系數(shù)，根據(jù)廠家數(shù)據(jù)來估算，此處可取范圍1%~2%。
[0218] (4)燃氣輪機實際排氣組成、流量(如圖20所示）
[0224] hexh= Σ [mFexh,iXhexh,i(Tff/_^gg)]
[0225] 式中一一過量空氣中某一組分的摩爾流量[mol/h];
[0226] Mexh.i--燃機實際排氣，其中某一組分的摩爾流量[mol/h];
[0227] Mexh一一燃機實際排氣的摩爾流量[mol/h];
[0228] mexh--燃機實際排氣的質(zhì)量流量[g/h];
[0229] Mexh一一燃機實際排氣的摩爾流量[mol/h];
[0230] mFexh.i--燃機實際排氣，其中某一組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)[%];
[0231 ] hexh--燃機實際排氣洽[kj/kg];
[0232] hexh.iCTfWIPtSg)--燃機實際排氣，其某一組分在燃機排氣溫度下的洽[kj/kg];
[0233] i--角標(biāo)，表示燃機實際排氣的某一組分。在此處，分別為N2、02、⑶2、Ar、H20、 S02〇
[0234] 2.6運行參數(shù)統(tǒng)計分析
[0235] 如圖21所示，實現(xiàn)燃氣-蒸汽聯(lián)合聯(lián)合循環(huán)機組運行參數(shù)的統(tǒng)計分析，從多種不同 的角度靈活提供觀察系統(tǒng)運行情況，形成各種趨勢、成組數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)表等統(tǒng)計資料，為電站 管理和技術(shù)人員提供豐富的數(shù)據(jù)源。
[0236] 當(dāng)使用人員自主設(shè)置好統(tǒng)計查詢的時間（動態(tài)更新或指定某一時間段），以及調(diào)峰 負荷或基本負荷后，系統(tǒng)會給出符合條件的燃機有功功率最小值、最大值。再由使用人員根 據(jù)顯示的燃機功率上下限幅值，定義燃機"額定負荷定義值"。最終依據(jù)此定義值，來統(tǒng)計分 析不同負荷工況下（100%、90%、80%額定負荷等），燃氣發(fā)電機組各項運行參數(shù)(燃機側(cè)、 余熱鍋爐側(cè)、汽機側(cè)和設(shè)備廠用電系統(tǒng)）。且各運行參數(shù)經(jīng)歸一化處理后，以趨勢曲線圖呈 現(xiàn)，利于技術(shù)人員掌握不同負荷工況下機組的運行情況，并有針對性的做出趨勢預(yù)測，從而 調(diào)整運行操作，保證機組高效經(jīng)濟。
[0237] 2.7性能指標(biāo)統(tǒng)計與數(shù)據(jù)挖掘分析
[0238] 如圖22所示，基于發(fā)電氣耗等經(jīng)濟性能指標(biāo)的實時計算值，獲得機組運行性能的 時空分布曲線。通過選定機組運行情況(基本負荷、調(diào)峰負荷），統(tǒng)計篩選出符合條件的運行 工況，并給出燃機有功功率最小值、最大值，供使用者限定燃機額定負荷定義值。在此基礎(chǔ) 上，統(tǒng)計100%、90%、80%額定負荷等不同負荷率工況下的機組運行性能指標(biāo)(見表6)，實 現(xiàn)機組運行性能的時空分布曲線分析。
[0239] 表6不同負荷率工況下的機組運行性能指標(biāo)對比分析表
[0241] 如圖23所示，針對不同時期單臺機組經(jīng)濟性能指標(biāo)進行統(tǒng)計對比分析(見表7)，獲 得機組最佳運行效率區(qū)域，制定可操作的節(jié)能優(yōu)化策略。使用者選擇能效指標(biāo)和對比參數(shù) 后，根據(jù)給出的相應(yīng)影響因素浮動范圍，配置分析條件進行數(shù)據(jù)篩選，從而實現(xiàn)縱向?qū)Ρ确?析。
[0242] 表7機組經(jīng)濟性能指標(biāo)統(tǒng)計對比分析表
[0244]聯(lián)合循環(huán)機組性能表現(xiàn)的主要影響因素主要分布在三大設(shè)備上，即燃氣輪機、余 熱鍋爐、汽輪機，所以分析環(huán)境因素、運行因素對于三大設(shè)備的能效影響至關(guān)重要。其中影 響聯(lián)合循環(huán)和燃機系統(tǒng)能效指標(biāo)的因素，以環(huán)境參數(shù)和燃料參數(shù)為主，即大氣壓力、環(huán)境溫 度、燃料溫度。上述指標(biāo)導(dǎo)致壓氣機空氣質(zhì)量流量的變化，從而改變?nèi)細廨啓C的效率和出 力，也影響聯(lián)合循環(huán)機組的性能表現(xiàn)。而鍋爐側(cè)的進口煙氣溫度(燃機排氣溫度)及排煙溫 度變化，造成排煙損失和吸熱效率改變，導(dǎo)致鍋爐側(cè)能效指標(biāo)產(chǎn)生相應(yīng)改變。同樣的，對于 聯(lián)合循環(huán)電站汽輪機來說，由于取消了調(diào)節(jié)級和抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)，主汽參數(shù)對汽機效率的影 響更加突出，通過分析高壓側(cè)蒸汽壓力和溫度、低壓側(cè)蒸汽壓力和溫度、排汽壓力等運行參 數(shù)變化，來研究對汽輪機性能影響程度，指導(dǎo)優(yōu)化運行。
[0245] 2.8機組對標(biāo)管理
[0246] 基于參數(shù)和指標(biāo)的數(shù)據(jù)查詢和趨勢分析、關(guān)鍵參數(shù)相互關(guān)系的對比分析和曲線擬 合，形成機組能效診斷月報（如表8所示），為發(fā)電企業(yè)實現(xiàn)精細化管理提供有效的技術(shù)支 撐。通過開展經(jīng)濟指標(biāo)、設(shè)備性能指標(biāo)、不同負荷工況下的運行指標(biāo)對標(biāo)，考察診斷機組每 月平均能效水平、最優(yōu)和最差運行水平，發(fā)現(xiàn)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組存在的問題和進一步 提高運行水平的空間與潛力，指導(dǎo)技術(shù)人員有針對性的改進設(shè)備和調(diào)整運行。
[0247] 表8機組能效診斷月報(部分內(nèi)容示意）
[0248]
【主權(quán)項】
1. 一種基于大數(shù)據(jù)的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組遠程能效診斷方法，包括實時數(shù)據(jù) 庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫，用于進行數(shù)據(jù)的存儲與傳輸;配置應(yīng)用服務(wù)器，用于進行數(shù)據(jù)計算、分析 和應(yīng)用;Web服務(wù)器，信息的Web發(fā)布和遠程訪問，其特征在于，診斷步驟如下： 1) 數(shù)據(jù)采集的步驟，接收和存儲發(fā)電企業(yè)上傳的實時數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù)； 2) 數(shù)據(jù)信息的整合與分析的步驟，對現(xiàn)場采集得到的多頻、異源、異構(gòu)數(shù)據(jù)進行整合與 分析，剔除原始數(shù)據(jù)中的過失誤差、隨機誤差，補全不完備數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)校正，最終形成 數(shù)據(jù)支撐平臺； 3) 數(shù)據(jù)判穩(wěn)的步驟，W除氧器進口凝結(jié)水流量、主汽壓力、燃氣機組負荷、汽輪機組負 荷，四個參數(shù)共同作為檢測機組穩(wěn)態(tài)工況的依據(jù)，判斷機組處于穩(wěn)態(tài)工況的條件，在一個計 算周期內(nèi)上述四個參數(shù)的穩(wěn)定指標(biāo)是否均在規(guī)定闊值范圍內(nèi)； 4) 機組運行狀況在線監(jiān)視的步驟，在線監(jiān)視設(shè)備運行狀況和生產(chǎn)過程參數(shù)信息，對燃 機側(cè)監(jiān)視、余熱鍋爐側(cè)監(jiān)視、汽機側(cè)監(jiān)視和設(shè)備廠用電監(jiān)視； 5) 性能指標(biāo)的實時在線計算的步驟，對發(fā)電機組的經(jīng)濟性能指標(biāo)和設(shè)備性能指標(biāo)的進 行在線計算； 6) 運行參數(shù)統(tǒng)計的步驟，對發(fā)電機組運行參數(shù)的統(tǒng)計分析； 7) 數(shù)據(jù)挖掘分析的步驟，基于發(fā)電機組的經(jīng)濟性能指標(biāo)的實時計算值，獲得機組運行 性能的時空分布曲線和最佳運行效率區(qū)域； 8) 機組對標(biāo)管理的步驟，基于上述步驟獲得的數(shù)據(jù)，形成機組能效診斷月報。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組遠程能效診斷方 法，其特征是，步驟1)中的實時數(shù)據(jù)主要用來傳輸和存儲"秒級"實時性要求比較高的生產(chǎn) 實時數(shù)據(jù)，包括DCS控制系統(tǒng)、輔控系統(tǒng)、電量系統(tǒng);關(guān)系數(shù)據(jù)包括用于傳輸和存儲燃料、配 置參數(shù)的關(guān)系型數(shù)據(jù)，同時作為實時數(shù)據(jù)平臺的完善和補充。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組遠程能效診斷方 法，其特征是，步驟2)中：針對過失誤差，數(shù)據(jù)樣本中的過失誤差是由隨機干擾和檢測儀表 異常所引起，誤差幅度一般較大，采用限幅的方法進行消除，根據(jù)實際生產(chǎn)工藝要求確定實 時數(shù)據(jù)的變化范圍，然后利用最大最小值限幅方法剔除不在此區(qū)域中的數(shù)據(jù)樣本； 針對隨機誤差，考慮到生產(chǎn)過程本身的動態(tài)特性，對運種動態(tài)過程的數(shù)據(jù)采用拉依達3 σ準(zhǔn)則進行判別，剔除隨機誤差后取其樣本的平均值；即針對采集數(shù)據(jù)的多個樣本求取均值 與標(biāo)準(zhǔn)偏差，確定數(shù)值分布在"均值一2 X標(biāo)準(zhǔn)偏差"和"均值+2 X標(biāo)準(zhǔn)偏"區(qū)間；超過運個區(qū) 間的數(shù)據(jù)信息，則認(rèn)為是誤差數(shù)據(jù)，應(yīng)予W剔除； 針對數(shù)據(jù)的不完整，考慮到直接刪除不完備信息數(shù)據(jù)記錄的方法會造成數(shù)據(jù)樣本不能 覆蓋整個工況區(qū)間、影響數(shù)據(jù)樣本的客觀性和完整性，從實用性的角度出發(fā)，結(jié)合數(shù)據(jù)統(tǒng)計 分析和屬性取值關(guān)聯(lián)程度運兩方面的優(yōu)勢，采用沿用上一樣本數(shù)據(jù)信息的方法進行不完備 數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)補齊。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組遠程能效診斷方 法，其特征是， 步驟3)中判斷閥值范圍的公式：式中：Dilg*max、跑超冰min--分別為該計算周期內(nèi)除氧器進口凝結(jié)水流量的最大值、最小 值[t/h]; P^^ax、Pzii^in-一分別為該計算周期內(nèi)主汽壓力的最大值、最小值[MPa]; WfWr?婚kax、Wwl棋賊i^in--分別為該計算周期內(nèi)燃氣機組負荷的最大值、最小值[MW]; wmi棋賊i^ax、wmi棋賊i^in-一分別為該計算周期內(nèi)汽輪機組負荷的最大值、最小值[MW]; 跑底泳I旋、旋、W?/1 棋賊if旋、棋賊if跪--分別為除氧器進口凝結(jié)水流量[t/h]、主汽 壓力[MPa]、燃氣機組負荷[MW]、汽輪機組負荷[MW]的額定值，根據(jù)機組設(shè)計資料獲得，其中 的規(guī)定閥值分別為:(61=0.052，Φ2 = 0.024，Φ3 = 0.026，Φ4 = 0.031。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組遠程能效診斷方 法，其特征是，具體地，步驟5)中，建立基于燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組運行經(jīng)濟性能實時 計算分析模型中對于燃機實際排氣流量的算法;認(rèn)為燃機實際排氣流量由兩部分組成，分 別是參與燃燒生成的各排氣產(chǎn)物流量，與未參與燃燒的過量空氣流量;而前者是根據(jù)燃燒 化學(xué)反應(yīng)原理計算獲得，后者則需要通過能量平衡算法求取，即進出燃機能量保持平衡； 其中進入燃機的能量包含有3部分:①壓氣機空氣進入燃機的能量Qair，為實際參與燃 燒的空氣能量爲(wèi):產(chǎn)與未參與燃燒的過量空氣能量總和;②燃料天然氣進入燃機的能 量Qfuel ;③燃機注水/水蒸氣的能量Qinj ;而離開燃機的能量則有4部分：①燃機排氣能量 Qe山，為燃燒生成的排氣能量QcembprcKl與離開燃機的過量空氣能量銭總和;②壓氣機抽 氣的能量Qext;③燃機做功輸出電功率Qelect;④各項熱損失能量Qloss ;而參與燃燒的產(chǎn)物組 成W及各部分能量，可通過建立燃燒模型來獲得，具體算法如下：（1 )燃燒產(chǎn)物的組成 ①燃機進口空氣即濕空氣的摩爾組成 T = Tan 巧廳 X 1.8+491.67式中：T一一為壓氣機進口空氣溫度即蘭氏度[R]; Pvapor--壓氣機進口空氣溫度下的水蒸氣飽和壓力比化]; 扣20--水的分壓力比化]; FDA一一干空氣分?jǐn)?shù)[/]; MFair,i-一燃機進口空氣即濕空氣某一組分的摩爾分?jǐn)?shù)[/];對于水的摩爾分?jǐn)?shù)MFh20 = 1 -FDA，二氧化硫的摩爾分?jǐn)?shù)MFs〇2 = 0; MF；；,一一干空氣某一組分的摩爾分?jǐn)?shù)[/]; i--角標(biāo)，表示氣體某一組分;在此處，分別為N2、02、C02、Ar、肥0、S02; MWair-一燃機進口空氣即濕空氣平均相對分子質(zhì)量[/]; MWi-一氣體某一組分相對分子質(zhì)量[/]; ② 氣體燃燒導(dǎo)致的摩爾流量變化：式中:MWfuel--天然氣平均相對分子質(zhì)量； Mfuel--天然氣摩爾流量[mol/h]; Δ Mi--由于燃燒導(dǎo)致的空氣某一組分摩爾流量變化量[mo 1A ]; CR一一燃氣燃燒摩爾比； i--角標(biāo)，表示天然氣某一組分；在此處，分別為畑4、C2H6、C3H8、C4H10X5H12、 C 細 14、N2、C0、C02J20J2、H2S、He、02、Ar; j--角標(biāo)，表示空氣某一組分;在此處，分別為N2、02、C02、Ar、肥0、S02; ③ 實際燃燒了的濕空氣組成：式中：》話L,,,6--進入燃燒的干空氣質(zhì)量流量[g/h]; Δ M02--由于燃燒導(dǎo)致的02摩爾流量的變化量[mo 1A]; MF器--干空氣中02的摩爾分?jǐn)?shù)，0.209476; MW：!；：--干空氣的相對分子質(zhì)量，28.9651159; 巧--含濕量，[/]; maircomb--實際燃燒了的濕空氣質(zhì)量流量即按化學(xué)計量燃燒所需的濕空氣質(zhì)量流量 [g/h]； Mairc?b,i-一實際燃燒了的濕空氣某一組分摩爾流量[molA]; i--角標(biāo)，表示空氣某一組分;在此處，分別為N2、02、C02、Ar、肥0、S02; mFairco"b,i一一實際燃燒了的濕空氣某一組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)； ④ 燃燒產(chǎn)物組成：式中:Minj--注入水/水蒸汽的摩爾流量[mol/h]; minj--注入水/水蒸汽的質(zhì)量流量比g/h]; Mc〇mbprod,H20--燃燒產(chǎn)物中水的摩爾流量[ΠΙΟ 1 /h]; Maircomb,H20--實際燃燒了的濕空氣中水的摩爾流量[ΠΙΟ 1/h]; AMh2〇一一由于燃燒導(dǎo)致的，濕空氣中水的摩爾流量變化量[mol/h]; McoMbprod.i--燃燒產(chǎn)物中某一組分的摩爾流量[mol/h]水除外； i--角標(biāo)，表示空氣某一組分;在此處，分別為N2、02、C02、Ar、肥0、S02; Mairc?b,i-一實際燃燒了的濕空氣中某一組分的摩爾流量[mol/h]水除外； ΔΜι--由于燃燒導(dǎo)致的，濕空氣中某一組分的摩爾流量變化量[mol/h]水除外； nicombprod--燃燒產(chǎn)物總的質(zhì)量流量[gA]; mFcombprod.i--燃燒產(chǎn)物中某一組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； (2)進入燃機的能量 其中進入燃機的能量包含有3部分:①壓氣機空氣進入燃機的能量Qair，為實際參與燃 燒的空氣能量與未參與燃燒的過量空氣能量錢總和;②燃料天然氣進入燃機的 能量Qfuel;③燃機注水/水蒸氣的能量Qinj ; ① 壓氣機空氣進入燃機的能量式中:Qair-一壓氣機空氣進入燃機的能量[JA]; 一一進入燃機的過量空氣能量[JA]; 緒f一一進入燃機燃燒的空氣能量[JA]; 喘…一一過量空氣質(zhì)量流量[g/h]，為待求量； 悄一一進口濕空氣洽即實際燃燒了的濕空氣洽比J/kg]; hair,i(T舶般)一一實際燃燒了的濕空氣，其某一組分在壓氣機進口空氣溫度下的洽 [kj/kg]； i一一角標(biāo)，表示實際燃燒了的濕空氣某一組分;在此處，分別為N2、02、C02、Ar、H20、 S02； ② 燃料天然氣進入燃機的能量 Qfuel =mfuelXLHV 式中：Qfuel--天然氣進入燃機的能量[j/h]; Vfuel--天然氣體積流量[ΠΓ3Α]; LHV--天然氣體積低位熱值比J/nT3]; ③燃機注水/水蒸汽的能量 Qinj=minj Xhinj X 1000 式中：Qinj--燃機注水/水蒸氣的能量[J/h];--燃機注水/水蒸氣的洽[kj/kg]; (3)離開燃機的能量 ① 燃機排氣能量式中：Qexh-一燃氣輪機排氣能量[JA]; 緩T"'m"-一離開燃機的過量空氣能量[JA]; Qcombprod- -離開燃機燃燒的排氣能量[JA]; 喊一一濕空氣排氣洽即實際燃燒了的濕空氣排氣洽比J/kg]; hcombprod一一燃燒產(chǎn)物排氣洽即實際燃燒了的濕空氣排氣洽比j/kg ] hair, i ( T燃畑尚聽)--實際燃燒了的濕空氣，其某一組分在燃機排氣溫度下的洽[kj/ kg]； hcombprod, i (Tff朋尚盤)--燃燒產(chǎn)物中某一組分在燃機排氣溫度下的洽[kj/kg]; i--角標(biāo)，表示某一氣體組分;在此處，分別為N2、02、C02、Ar、肥0、S02; ② 壓氣機抽氣的能量式中：Qext--壓氣機抽氣的能量[J/h]; mext--壓氣機抽氣質(zhì)量流量[kg/h]; 喘-壓氣機抽氣洽比J/kg]; ---壓氣機的抽氣，其某一組分在壓氣機抽氣溫度下的洽[kJ/kg]; i--角標(biāo)，表不壓氣機的抽氣某一組分;在此處，分別為N2、02、C02、Ar、肥0、S02; ③ 燃機做功輸出電功率、各項熱損失能量式中：Qelect-一輸出的電功率[J A ]; WWI-一燃機有功功率[MW]; 化。ss--各項熱損失能量[J/h]; ξ-一熱損失系數(shù)，根據(jù)廠家數(shù)據(jù)來估算，此處可取范圍1 %~2% ; (4)燃氣輪機實際排氣組成、流量式中：Af品Γ一一過量空氣中某一組分的摩爾流量[mol/h]; Mexh.i--燃機實際排氣，其中某一組分的摩爾流量[mol/h]; Mexh一一燃機實際排氣的摩爾流量[mol/h]; mexh--燃機實際排氣的質(zhì)量流量[g/h]; Mexh一一燃機實際排氣的摩爾流量[mol/h]; mFexM-一燃機實際排氣，其中某一組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)[%]; hexh--燃機實際排氣洽[kj/kg]; hexh,i(T?fflmt)--燃機實際排氣，其某一組分在燃機排氣溫度下的洽[kJ/kg]; i--角標(biāo)，表示燃機實際排氣的某一組分;在此處，分別為N2、02、C02、Ar、肥0、S02。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組遠程能效診斷方 法，其特征是，步驟6)中運行參數(shù)統(tǒng)計分析，形成各種趨勢、成組數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)表的統(tǒng)計資料， 為電站管理和技術(shù)人員提供數(shù)據(jù)源。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組遠程能效診斷方 法，其特征是，步驟7)中通過選定機組運行情況，統(tǒng)計篩選出符合條件的運行工況，并給出 燃機有功功率最小值、最大值，供使用者限定燃機額定負荷定義值；在此基礎(chǔ)上，統(tǒng)計 100%、90%、80%額定負荷等不同負荷率工況下的機組運行性能指標(biāo)，實現(xiàn)機組運行性能 的時空分布曲線分析;并根據(jù)能效指標(biāo)和影響的運行參數(shù)禪合對比，分析不同時期單臺機 組經(jīng)濟性能指標(biāo)，從而獲得機組最佳運行效率區(qū)域。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組遠程能效診斷方 法，其特征是，步驟8)是基于參數(shù)和指標(biāo)的數(shù)據(jù)查詢和趨勢分析、關(guān)鍵參數(shù)相互關(guān)系的對比 分析和曲線擬合，形成機組能效診斷月報。
【文檔編號】G05B19/418GK106094755SQ201610546953
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】徐婷婷, 石永鋒, 郝建剛, 謝大幸, 朱亞迪, 雷嬌嬌, 鄭健, 李飛飛
【申請人】華電電力科學(xué)研究院