一種基于蟻群算法獲取汽輪機高壓調(diào)門組流量的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于蟻群算法獲取汽輪機高壓調(diào)門組流量的方法，考慮了主汽閥后壓力、調(diào)門組開度、調(diào)節(jié)級后壓力以及調(diào)節(jié)級后汽輪機機組運行狀態(tài)對高壓調(diào)門組流量的影響，利用實驗數(shù)據(jù)、汽輪機每組高壓調(diào)門的開度分別對調(diào)節(jié)級后壓力和每組調(diào)門后壓力進行初始化；確定調(diào)節(jié)級后壓力與調(diào)門組流量之間的關(guān)系；根據(jù)蟻群算法決定進入下一次迭代中的調(diào)節(jié)級后壓力的初始值，迭代計算調(diào)節(jié)級后壓力，最終計算出汽輪機高壓調(diào)門組流量。該方法具有高求解精度、高求解速度、穩(wěn)定等優(yōu)點，克服了傳統(tǒng)建模計算高壓調(diào)門組流量實現(xiàn)難度大、計算速度緩慢的問題，對電廠在線監(jiān)測汽輪機高壓調(diào)門是否正常運行以及輔助開發(fā)相應(yīng)變工況控制系統(tǒng)有重要的意義。
【專利說明】
一種基于蟻群算法獲取汽輪機高壓調(diào)門組流量的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及熱電能中汽輪機高壓調(diào)門領(lǐng)域，尤其涉及一種基于蟻群算法獲取汽輪 機高壓調(diào)門組流量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽輪機是將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換成機械功的一種原動機，是電力生產(chǎn)的重要組成部 分。汽輪機在運行時所發(fā)出的功率，需要根據(jù)電網(wǎng)的負荷指令而變化，噴嘴配氣是調(diào)節(jié)汽輪 機發(fā)出的功率的重要手段。汽輪機調(diào)節(jié)汽門在噴嘴配氣當中負責調(diào)節(jié)汽輪機調(diào)節(jié)級流量， 進而達到控制汽輪機功率的效果，調(diào)節(jié)級特性表示流經(jīng)每組調(diào)門組的流量與主汽閥門后壓 力、每組調(diào)節(jié)氣門開度、調(diào)節(jié)級后壓力之間的關(guān)系。研究該特性對于電廠在線監(jiān)測汽輪機高 壓調(diào)門是否正常運行以及輔助開發(fā)相應(yīng)變工況控制系統(tǒng)有重要的意義。
[0003] 圖1表示在同一主汽閥后壓力條件下，汽輪機單個調(diào)節(jié)氣門組的流量與該組調(diào)節(jié) 氣門最大流量之比、調(diào)節(jié)氣門開度、調(diào)節(jié)汽門前后壓差與主汽閥后壓力之比三者的關(guān)系。同 一調(diào)節(jié)氣門前后壓差下，隨著調(diào)門開度增加，通過調(diào)節(jié)氣門的流量隨之增大；同一調(diào)門開度 下，隨著調(diào)門前后壓差增大，通過調(diào)節(jié)氣門的流量隨之增大。調(diào)節(jié)氣門前后壓差、調(diào)門開度 和流量比三者之間的關(guān)系較為復(fù)雜。同時，調(diào)節(jié)級后汽輪機級組運行狀態(tài)的變化會也對調(diào) 節(jié)級后壓力產(chǎn)生影響。因此，調(diào)節(jié)氣門前后壓差、調(diào)門開度、流量比三者之間存在復(fù)雜的耦 合關(guān)系，導(dǎo)致對汽輪機高壓調(diào)門組流量的計算非常困難。
[0004] 目前，研究汽輪機調(diào)節(jié)級的特性主要有試驗測量和理論建模兩種方式。
[0005] 試驗測量方式需要精確測量汽輪機主汽閥門后壓力，主蒸汽流量，每組高壓調(diào)節(jié) 汽門的開度，通過每組高壓調(diào)門的流量，調(diào)節(jié)級后壓力等參數(shù)，所需要測量數(shù)據(jù)點數(shù)目多， 精度要求高，導(dǎo)致通過試驗來測量特性所需要的測量系統(tǒng)復(fù)雜，測量步驟繁瑣。在實際變工 況運行時，主汽閥門后壓力和所需要的流量受到許多參數(shù)的影響，與試驗條件有一定的偏 差。因此，通過試驗所測量的高壓調(diào)門特性并不能完全反映在實際變工況時的特性。
[0006] 通過理論建模方式來研究汽輪機高壓調(diào)門特性具有實現(xiàn)難度小，消耗經(jīng)費少，研 究周期短等優(yōu)點。在電廠在線監(jiān)測和輔助開發(fā)變工況控制系統(tǒng)中，對理論建模的模型有高 精度，高求解速度以及優(yōu)秀的模型穩(wěn)定性三方面的要求。由于汽輪機調(diào)門特性以及汽輪機 當中各個參數(shù)之間復(fù)雜的相關(guān)性，再加上低負荷時汽輪機調(diào)節(jié)級會存在超臨界的情況。這 導(dǎo)致了目前建立的汽輪機高壓調(diào)門的模型中，對于汽輪機高壓調(diào)門的流量特性都進行了一 系列的簡化。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所建立的模型，分為簡易模型和機理模型兩種。
[0007] 在簡易模型當中沒有考慮到調(diào)節(jié)級后壓力對高壓調(diào)節(jié)級流量的影響。這種技術(shù)在 一些工況下會存在偏差，不能完全反應(yīng)調(diào)節(jié)級后汽輪機組的特性，不能準確計算出通過調(diào) 節(jié)級的流量。這對于根據(jù)模型計算高壓缸效率，調(diào)節(jié)級焓降并且優(yōu)化高壓缸設(shè)計等現(xiàn)實需 求會產(chǎn)生影響。因此，建立一個可以進行精準計算的高壓調(diào)門模型是必要的。
[0008] 機理模型根據(jù)完全根據(jù)汽輪機高壓調(diào)門特性和調(diào)節(jié)級特性來建立模型，現(xiàn)有技術(shù) 所建立的模型存在計算速度慢，收斂性差等缺點。在實際建模過程中，建立出來的模型計算 速度緩慢，計算消耗時間長，無法滿足實際當中對模型的高求解速度和優(yōu)秀的模型穩(wěn)定性 的要求。
[0009] 綜上所述，開發(fā)一種具有高求解精度、高求解速度、穩(wěn)定的高壓調(diào)門組流量仿真算 法對于電廠在線監(jiān)測調(diào)節(jié)級是否正常運行，輔助開發(fā)變工況控制系統(tǒng)，提高機組變工況運 行的安全性和經(jīng)濟性具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供基于蟻群算法獲取汽輪 機高壓調(diào)門組流量的方法，根據(jù)給定的額定參數(shù)，主汽壓力，調(diào)節(jié)級調(diào)門開度、汽輪機級組 的運行狀態(tài)迅速并且準確地計算出各個調(diào)節(jié)級流量，具有穩(wěn)定、迅速、準確三方面的優(yōu)點。
[0011] 技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明中基于蟻群算法獲取汽輪機高壓調(diào)門組流量 的方法，包括以下步驟：
[0012] (1)利用汽輪機額定主汽閥門后壓力忒、額定調(diào)節(jié)級后壓力g、額定主汽流量Go、 汽輪機高壓調(diào)節(jié)級調(diào)門組數(shù)η和汽輪機變工況下主汽閥門后壓力A計算變工況下單個調(diào)門 組的最大流量Gmaxf;
[0013] ⑵將表征調(diào)節(jié)汽門壓降Λρ、開度X-流量因子Gf特性的曲線fi進行分段處理，并 利用變工況下單個調(diào)門組的最大流量Gmaxf和調(diào)門組開度{X1，X2, . . .，χη}計算每組調(diào)門后 壓力J#')的初始值，利用每組調(diào)門后壓力A'(〇的初始值計算每組調(diào)門流量的初始值并相加 得到調(diào)門組流量的初始值Σ Gi，利用調(diào)門組流量的初始值Σ Gi計算調(diào)節(jié)級后壓力K的初始 值；
[0014] (3)利用迭代算法，并根據(jù)蟻群算法獲取每次迭代調(diào)節(jié)級后壓力g的初始值，反復(fù) 迭代直至調(diào)門組流量SG Xl與通過汽輪機后續(xù)級的流量Gs之間的誤差A(yù)nG小于給定的誤差 值，得到調(diào)門組流量Σ GXi的最終值。
[0015] 具體地，步驟(1)中，變工況下單個調(diào)門組的最大流量Gmaxf的表達式為：
[0016]
.7.
[0017] 式中，為額定主汽閥門后壓力下通過單個調(diào)門的最大蒸汽流量，
[0018]
[0019] 具體地，步驟⑵中計算每組調(diào)門后壓力辦)的初始值，包括以下步驟：
[0020] 1)設(shè)調(diào)節(jié)汽門壓降Δρ的值為額定工況下的壓降值Δρ〇,根才
大小，將開度X分成j段，取每段的端點值構(gòu)成開度數(shù)組；
[0021] 2)設(shè)開度數(shù)組中每個開度&對應(yīng)的流量&，得到相應(yīng)數(shù)組A，
[0022]
.，其中Gj = Gmaxf*fi( Δ p〇，xj);
[0023] 3)利用調(diào)門組開度{幻，幻，...，知}，計算每組調(diào)門后壓力郝)的初始值，計算公式 如下：
[0024]

[0025]式中，Gi是母組調(diào)丨」沭重的初始值，根據(jù)該組調(diào)門開度Xi在開度分段中的位置求 出：
[0026]
[0027] Xj-i^Xi^Xj ；
[0028] 4)將每組調(diào)門流量的初始值Gi相加，得到調(diào)門組流量的初始值Σ Gi，計算調(diào)節(jié)級后 壓力￥的初始值為：/(?。。
[0029] 具體地，步驟(3)中根據(jù)蟻群算法獲取每次迭代調(diào)節(jié)級后壓力g的初始值，包括以 下步驟：
[0030] 1)在每次迭代中，對于任意第i組，利用該組調(diào)門后壓力p!(o計算出通過該組調(diào)節(jié) 汽門的流量GxdP通過該組噴嘴的流量nG Xl，不斷改變g(l)進行內(nèi)部迭代計算，使兩者之間 誤差小于給定值后得到該組調(diào)節(jié)汽門的流量GXl在此次迭代中的值；
[0031] 2)根據(jù)蟻群算法更新信息結(jié)點數(shù)組Jd(n)，所述信息節(jié)點數(shù)組Jd(n)是一個包含η 個信息節(jié)點的三維數(shù)組，對于每個信息節(jié)點的數(shù)據(jù)對應(yīng)數(shù)組中的一列，包含本次迭代中調(diào) 節(jié)級后壓力的初始值Κ(?)、調(diào)門組流量SG Xl與通過汽輪機后續(xù)級的流量Gs之間的誤差Δ nG和信息素濃度xxs(n);
[0032] 3)隨機生成一個介于0~1之間的數(shù)r，在信息節(jié)點數(shù)組Jd(n)中，找到第i個節(jié)點數(shù) 組，使其滿5
|利用確定的i值計算進入下一 次迭代的調(diào)節(jié)級后壓力4的初始值。
[0033] 其中，所述信息結(jié)點數(shù)組Jd(n)中節(jié)點排布順序根據(jù)調(diào)節(jié)級后壓力g的初始值進 行升序排布，所述信息結(jié)點數(shù)組Jd(n)在進行迭代之前被賦予兩個信息節(jié)點的數(shù)據(jù)，其數(shù)組 中一個信息節(jié)點的數(shù)據(jù)包括:調(diào)節(jié)級后壓力的初始值為〇、調(diào)門組流量SG Xl與通過汽輪機 后續(xù)級的流量Gs之間的誤差A(yù)nG為負的單個調(diào)門組的最大蒸汽流量Gmaxf和信息素濃度 xxs(n)為0;另一個信息節(jié)點的數(shù)據(jù)包括:調(diào)節(jié)級后壓力的初始值為汽輪機變工況下主汽閥 門后壓力i4、調(diào)門組流量XG Xl與通過汽輪機后續(xù)級的流量Gs之間的誤差A(yù)nG為正的單個 調(diào)門組的最大蒸汽流量Gmaxf和信息素濃度xxs (η)為0。
[0034] 進一步地，步驟2)中結(jié)點數(shù)組Jd(n)的更新包括以下步驟：
[0035] 每次迭代計算完畢后，將本次迭代計算中調(diào)節(jié)級后壓力的初始值/(?)、調(diào)門組流 量XGXi與通過汽輪機后續(xù)級的流量Gs之間的誤差A(yù)nG，以及信息素濃度 XXS(n)存入信息 節(jié)點數(shù)組當中；
[0036] 當信息節(jié)點數(shù)組內(nèi)包含的節(jié)點數(shù)超過限定值時，尋找一個信息節(jié)點，使得其誤差 滿足:誤差值并不是數(shù)組當中唯一的正值或唯一的負值，并且，誤差的絕對值在剖除唯一正 值或唯一負值后為最大值；
[0037] 從信息節(jié)點數(shù)組中刪除滿足該條件的信息節(jié)點，使信息節(jié)點數(shù)組的節(jié)點數(shù)目保持 在給定值之內(nèi)。
[0038] 有益效果:本發(fā)明中基于蟻群算法獲取汽輪機高壓調(diào)門組流量的方法充分考慮了 高壓調(diào)門流量與主汽閥后壓力、調(diào)門組開度、調(diào)節(jié)級后壓力的關(guān)系以及調(diào)節(jié)級后汽輪機機 組運行狀態(tài)對高壓調(diào)門流量的影響，該方法通過分段處理開度來進行每組調(diào)門后壓力初始 迭代值的設(shè)定，保證了模型的精確，具有良好的收斂性。本發(fā)明迭代中所采用的蟻群算法通 過記錄相關(guān)信息節(jié)點和信息節(jié)點的信息素濃度來進行下次迭代初始值的選擇。通過本發(fā)明 方法，隨著迭代次數(shù)地增多，誤差越小的迭代初始值的信息素濃度就越大，同時最優(yōu)解附近 的節(jié)點數(shù)目和節(jié)點信息素濃度也會逐漸增大，選擇最優(yōu)解附近的可能性就會愈來愈多。所 以本次發(fā)明方法具有強力的正反饋機制，在迭代過程中不斷收斂，最終使誤差低于給定值， 從而計算穩(wěn)定、迅速且準確。
【附圖說明】
[0039] 圖1為汽輪機高壓調(diào)門組流量與調(diào)門開度及前后壓差之間的關(guān)系；
[0040] 圖2所示為常用的汽輪機噴嘴配氣汽輪機中調(diào)節(jié)級示意圖；
[0041] 圖3為本發(fā)明中基于蟻群算法獲取汽輪機高壓調(diào)門組流量的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0043] 圖2所示為常用的汽輪機噴嘴配氣汽輪機中調(diào)節(jié)級示意圖，1為自動主汽門；2為調(diào) 節(jié)汽門；3為噴嘴組間壁。蒸汽通過自動主汽門1后，分別通過每組調(diào)節(jié)氣門2,在這組調(diào)節(jié)氣 門2所對應(yīng)的調(diào)節(jié)級中做功后，在調(diào)節(jié)級后匯合。為建立其數(shù)學模型，做出如下簡化:①蒸汽 流經(jīng)管道時壓降較小，故忽略其他壓力損失，②每組噴嘴組間壁3相互之間無漏氣，蒸汽對 汽輪機以及管道外無漏氣。
[0044] 圖3中基于蟻群算法獲取汽輪機高壓調(diào)門組流量的方法包括以下步驟：
[0045] 步驟一：已知汽輪機額定主汽閥門后壓力額定調(diào)節(jié)級后壓力#丨，額定主汽流量 Go,汽輪機高壓調(diào)節(jié)級調(diào)門組數(shù)n，計算出額定主汽閥門后壓力下通過單個調(diào)門的最大蒸汽 流1
[0046] 步驟二:根據(jù)已經(jīng)計算的單個調(diào)門的最大蒸汽流量，汽輪機額定主汽閥門 后壓力W，汽輪機變工況下主汽閥門后壓力X，計算出變工況下單個調(diào)門組的最大蒸汽流
[0047] 步驟三:確定調(diào)節(jié)級后壓力g的初始值，具體包括以下步驟：
[0048]將表征調(diào)節(jié)汽門壓降Δρ、開度X-流量因子Gf特性的函數(shù)fi進行分段處理，其中， Gf = fi( Δ ρ，χ)，假設(shè)壓降△ p為額定工況下值Δ p〇時，根_
]大小，將開 度分成j段，得到每段的端點的開度數(shù)組如下：lxmln，xl，...，xj， xmax};
[0049] 假設(shè)壓降Δρ為額定工況下值Δρο,計開度數(shù)組中，每個開度對應(yīng)的流量，得到相 應(yīng)數(shù)組A:
[0050]
!^φ6」= 6ηι&χ?·*?·ι( Δ p〇，xj);
[0051] 已知調(diào)節(jié)級調(diào)門組開度{X1，X2,…，Xn}，對每組調(diào)門后壓力咖)進行初始化，
[0052]
是根據(jù)該組調(diào)門開度Xl，該組調(diào)門開度&在開度分 段中的位置求出：
[0053]
' - ?
[0054] Xj-i^Xi^Xj ；
[0055] 將每組調(diào)門的初始化流量相加，得到調(diào)門組的初始化流量Σ Gi，對調(diào)節(jié)級后壓力 進行初始化：/?'ΑΣ(_νκ。
[0056] 步驟四：假設(shè)本次迭代中，調(diào)節(jié)級后壓力初始值姽為已知值，通過已知條件和每組 調(diào)門后壓力<(〇,計算出通過該組調(diào)節(jié)汽門的流量GxjP通過該組噴嘴的流量nG Xl，根據(jù)兩 者間的誤差，不斷改變，進行迭代計算，使兩者之間誤差小于給定值。其中：
[0057]
[0058]
[0059] 步驟五:在步驟四的基礎(chǔ)上，計算調(diào)門組流量Σ6Χι，同時求出通過汽輪機后續(xù)級 的流量Gs == 丨/Κ，計算出兩者之間的誤差Δ nG= Σ Gxi-Gs，根據(jù)以下規(guī)則更新信息結(jié)點數(shù) 組Jd(n)，信息節(jié)點數(shù)組Jd(n)是一個包含η個信息節(jié)點的三維數(shù)組，對于每個信息節(jié)點的數(shù) 據(jù)對應(yīng)數(shù)組中的一列，包含本次迭代中調(diào)節(jié)級后壓力的初始值4(?)、調(diào)門組流量SGXl與通 過汽輪機后續(xù)級的流量Gs之間的誤差△ nG和信息素濃度XXS(n)，具體形式如下：
[0060]
[0061]信息結(jié)點數(shù)組Jd(n)中節(jié)點排布順序根據(jù)調(diào)節(jié)級后壓力g的初始值進行升序排 布。在進行迭代之前，先對信息結(jié)點數(shù)組Jd(n)進行初始化，對信息結(jié)點數(shù)組Jd(n)預(yù)先賦予 兩個信息節(jié)點的數(shù)據(jù)，其數(shù)組中一個信息節(jié)點的數(shù)據(jù)包括:調(diào)節(jié)級后壓力的初始值為〇、調(diào) 門組流量Σ GXi與通過汽輪機后續(xù)級的流量Gs之間的誤差△ nG為負的單個調(diào)門組的最大蒸 汽流量Gmaxf和信息素濃度xxs (η)為0;另一個信息節(jié)點的數(shù)據(jù)包括:調(diào)節(jié)級后壓力的初始 值為汽輪機變工況下主汽閥門后壓力Ρ:、調(diào)門組流量SGXl與通過汽輪機后續(xù)級的流量Gs之 間的誤差A(yù)nG為正的單個調(diào)門組的最大蒸汽流量Gmaxf和信息素濃度xxs(n)為0。對信息節(jié) 點數(shù)組進行初始化的目的是:在接下來的迭代計算中，讓進入計算中的調(diào)節(jié)級后壓力的初 始值處于理論范圍內(nèi)，減少迭代次數(shù)，提高算法的穩(wěn)定性。
[0062] 為了提高迭代算法的計算速度以及穩(wěn)定性，在每次迭代中對信息結(jié)點數(shù)組Jd(n) 進行更新，更新規(guī)則如下：
[0063] 每次迭代計算完畢后，將本次迭代計算中調(diào)節(jié)級后壓力的初始值該次計算 所計算出的調(diào)門組流量SGXl與通過汽輪機后續(xù)級的流量Gs之間的誤差A(yù)nG，以及根據(jù)上 述調(diào)節(jié)級后的壓力初始值和誤差所計算出的對應(yīng)的信息素濃度xxs(n)存入信息節(jié)點數(shù)組 當中；
[0064]當信息節(jié)點數(shù)組內(nèi)包含的節(jié)點數(shù)超過限定值時，尋找一個信息素節(jié)點，使得其誤 差滿足：1)誤差值并不是數(shù)組當中唯一的正值或唯一的負值;2)誤差的絕對值在剖除唯一 正值或唯一負值后，為最大值；
[0065] 從信息節(jié)點數(shù)組中刪除滿足該條件的信息節(jié)點，使信息節(jié)點數(shù)組的節(jié)點數(shù)目保持 在給定值之內(nèi)。
[0066] 步驟六:隨機生成一個介于0~1之間的數(shù)r，在信息節(jié)點數(shù)組中，找到第i個節(jié)點數(shù) 組，使其滿足
[0067] 計算進入下一次迭代的調(diào)節(jié)級后壓力乂的值：
[0068]
[0069] 步驟七:重復(fù)步驟五、六使調(diào)門組流量Σ GXi與通過汽輪機后續(xù)級的流量Gs之間的 誤差小于給定值，完成計算，此時調(diào)門組流量Σ 值為最終值。
[0070] 下面結(jié)合實例對本發(fā)明做更進一步的說明。
[0071] 以某電站600MW機組汽輪機高壓缸調(diào)門模型建立為例，根據(jù)實驗所得汽輪機高壓 調(diào)門特性。額定主汽閥后壓力g = ，額定主蒸汽流量Go = 1941.96kg/s，額定調(diào)節(jié)級 后壓力g = n.SMPa，共有4個調(diào)節(jié)氣門。
[0072] 表1為采用本專利模型與傳統(tǒng)模型分別對該汽輪機下，變工況主汽閥后壓力為 i< = 6:42:MPa，調(diào)節(jié)氣門開度[χ1 χ2 x3 x4] = [0.81 0.3 0.513 0.15]的條件 1 下建模結(jié)果。
[0073] 表1條件1建模結(jié)果
[0074]
[0075] 由表1可以得出，本專利模型具有精確的特點，同時迭代次數(shù)大幅度減少，計算迅 速。
[0076] 表1為采用本專利模型與傳統(tǒng)模型分別對該汽輪機下，變工況主汽閥后壓力為 =丨 ，調(diào)節(jié)氣門開度[χ? χ2 x3 x4] = [l 0.9697 0.606 0.454]的條件2下建模結(jié) 果。
[0077]表2條件2建模結(jié)果
[0078]
[0079] 由表2可以得出，本專利模型具有精確的特點，同時迭代次數(shù)大幅度減少，計算迅 速。
[0080] 以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中 的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種等同變換，這 些等同變換均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種基于蟻群算法獲取汽輪機高壓調(diào)門組流量的方法，其特征在于，該方法包括以 下步驟： (1) 利用汽輪機額定主汽閥門后壓力￥、額定調(diào)節(jié)級后壓力;C、額定主汽流量G〇、汽輪機 高壓調(diào)節(jié)級調(diào)門組數(shù)η和汽輪機變工況下主汽閥門后壓力乂計算變工況下單個調(diào)門組的最 大流量Gmaxf; (2) 將表征調(diào)節(jié)汽門壓降Δρ、開度X-流量因子Gf特性的曲線進行分段處理，并利用變 工況下單個調(diào)門組的最大流量Gmaxf和調(diào)門組開度{ X1，X2, ...，χη}計算每組調(diào)門后壓力 #')的初始值，利用每組調(diào)門后壓力夕(0的初始值計算每組調(diào)門流量的初始值并相加得到 調(diào)門組流量的初始值EG,，利用調(diào)門組流量的初始值計算調(diào)節(jié)級后壓力K的初始值； (3) 利用迭代算法，并根據(jù)蟻群算法獲取每次迭代調(diào)節(jié)級后壓力Μ的初始值，反復(fù)迭代 直至調(diào)門組流量EGXl與通過汽輪機后續(xù)級的流量Gs之間的誤差A(yù)nG小于給定的誤差值， 得到調(diào)門組流量Σ Gxi的最終值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于蟻群算法獲取汽輪機高壓調(diào)門組流量的方法，其特征在 于，步驟(1)中，變工況下單個調(diào)門組的最大流量Gmaxf的表達式為：式中，為額定主汽閥門后壓力下通過單個調(diào)門的最大蒸汽流量，3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于蟻群算法獲取汽輪機高壓調(diào)門組流量的方法，其特征在 于，步驟(2)中計算每組調(diào)門后壓力4切的初始值，包括以下步驟： 1) 設(shè)調(diào)節(jié)汽門壓降A(chǔ)p的值為額定工況下的壓降值Δρο,根#的大 小，將開度X分成j段，取每段的端點值構(gòu)成開度數(shù)組； 2) 設(shè)開度數(shù)組中每個開度^對應(yīng)的流量&，得到相應(yīng)數(shù)組A，，其中Gj = Gmaxf*fi( Δ p〇，xj); 3) 利用調(diào)門組開度{Χ?，χ2,. . .，χη}，計算每組調(diào)門后壓力咖)的初始值，計算公式如下：式中，仏是每組調(diào)門流量的初始值，根據(jù)該組調(diào)門開度 Xl在開度分段中的位置求出：Xj-l ^ Xi ^ Xj ； 4) 將每組調(diào)門流量的初始值Gi相加，得到調(diào)門組流量的初始值Σ&，計算調(diào)節(jié)級后壓力 K的初始值為:Ρ?1 。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于蟻群算法獲取汽輪機高壓調(diào)門組流量的方法，其特征在 于，步驟(3)中根據(jù)蟻群算法獲取每次迭代調(diào)節(jié)級后壓力4的初始值，包括以下步驟： 1) 在每次迭代中，對于任意第i組，利用該組調(diào)門后壓力A1⑴計算出通過該組調(diào)節(jié)汽門 的流量GxdP通過該組噴嘴的流量nG Xl，不斷改變進行內(nèi)部迭代計算，使兩者之間誤差 小于給定值后得到該組調(diào)節(jié)汽門的流量GXl在此次迭代中的值； 2) 根據(jù)蟻群算法更新信息結(jié)點數(shù)組Jd(n)，所述信息節(jié)點數(shù)組Jd(n)是一個包含η個信 息節(jié)點的三維數(shù)組，對于每個信息節(jié)點的數(shù)據(jù)對應(yīng)數(shù)組中的一列，包含本次迭代中調(diào)節(jié)級 后壓力的初始值Κ⑷、調(diào)門組流量EG Xl與通過汽輪機后續(xù)級的流量Gs之間的誤差A(yù)nG和 信息素濃度xxs(n); 3) 隨機生成一個介于0~1之間的數(shù)r，在信息節(jié)點數(shù)組Jd(n)中，找到第i個節(jié)點數(shù)組， 使其滿屈「，同N，利用確定的i值計算進入下一次 迭代的調(diào)節(jié)級后壓力g的初始值。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于蟻群算法獲取汽輪機高壓調(diào)門組流量的方法，其特征在 于，所述信息結(jié)點數(shù)組Jd(n)中節(jié)點排布順序根據(jù)調(diào)節(jié)級后壓力g的初始值進行升序排布， 所述信息結(jié)點數(shù)組Jd(n)在進行迭代之前被賦予兩個信息節(jié)點的數(shù)據(jù)，其數(shù)組中一個信息 節(jié)點的數(shù)據(jù)包括：調(diào)節(jié)級后壓力的初始值為〇、調(diào)門組流量EG Xl與通過汽輪機后續(xù)級的流 量Gs之間的誤差A(yù)nG為負的單個調(diào)門組的最大蒸汽流量Gmaxf和信息素濃度xxs(n)為0;另 一個信息節(jié)點的數(shù)據(jù)包括:調(diào)節(jié)級后壓力的初始值為汽輪機變工況下主汽閥門后壓力4、 調(diào)門組流量SG Xl與通過汽輪機后續(xù)級的流量Gs之間的誤差A(yù)nG為正的單個調(diào)門組的最大 蒸汽流量Gmaxf和信息素濃度xxs (η)為0。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于蟻群算法獲取汽輪機高壓調(diào)門組流量的方法，其特征在 于，步驟2)中結(jié)點數(shù)組Jd(n)的更新包括以下步驟： 每次迭代計算完畢后，將本次迭代計算中調(diào)節(jié)級后壓力的初始值K(?)、調(diào)門組流量Σ GXi與通過汽輪機后續(xù)級的流量Gs之間的誤差Δ nG，以及信息素濃度XXS(n)存入信息節(jié)點 數(shù)組當中； 當信息節(jié)點數(shù)組內(nèi)包含的節(jié)點數(shù)超過限定值時，尋找一個信息節(jié)點，使得其誤差滿足： 誤差值并不是數(shù)組當中唯一的正值或唯一的負值，并且，誤差的絕對值在剖除唯一正值或 唯一負值后為最大值； 從信息節(jié)點數(shù)組中刪除滿足該條件的信息節(jié)點，使信息節(jié)點數(shù)組的節(jié)點數(shù)目保持在給 定值之內(nèi)。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于蟻群算法獲取汽輪機高壓調(diào)門組流量的方法，其特征在 于，迭代過程中所述調(diào)節(jié)級后壓力忒的計算公式為：
【文檔編號】F01D17/10GK105952499SQ201610331481
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】楊建明, 易思強
【申請人】東南大學