本發(fā)明涉及鍋爐水冷壁應力監(jiān)測，具體為一種鍋爐水冷壁應力場反演方法、系統(tǒng)、設備及存儲介質。

背景技術：

1、近年來以風電、光伏為代表的清潔能源得到大力發(fā)展。隨著風電、光伏發(fā)電的快速發(fā)展和并網(wǎng)，電網(wǎng)對靈活性電源的需求不斷提高，傳統(tǒng)火電機組越來越多承擔起了調峰的任務，煤電機組深度調峰運行已成為常態(tài)。

2、煤電機組的深度調峰會給機組的運行帶來很多負面問題。其中，鍋爐的頻繁變負荷運行會導致鍋爐水冷壁受熱情況遠離原設計工況，造成鍋爐水冷壁的局部溫度分布不均勻，最終導致水冷壁局部熱應力超限的情況產(chǎn)生。目前鍋爐水冷壁受熱面大多采用散點檢測的方式，并不能對于水冷壁熱應力的連續(xù)分布及水冷壁任意時刻任意位置的熱應力變化進行有效監(jiān)測。

3、因此，對于目前水冷壁散點熱應力監(jiān)測水冷壁運行安全性的方式，該方法僅能監(jiān)測到布置測點的位置的個別位置熱應力數(shù)值情況，難以適應于頻繁變負荷運行的鍋爐水冷壁的安全運行要求。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術中存在的無法對水冷壁熱應力進行的連續(xù)分布的任一時刻、任一位置的熱應力變化進行有效監(jiān)測的問題，本發(fā)明提供一種鍋爐水冷壁應力場反演方法、系統(tǒng)、設備及存儲介質。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供一種鍋爐水冷壁應力場反演方法，包括：

4、根據(jù)鍋爐水冷管壁劃分網(wǎng)格，設置測點；

5、獲取各個測點的熱應力數(shù)據(jù)，并選取部分測點作為參考點；

6、根據(jù)各個參考點的熱應力數(shù)據(jù)，以某一形狀參數(shù)，獲取參考點對應的權重系數(shù)；

7、根據(jù)參考點對應的權重系數(shù)，反演計算剩余各個測點的熱應力數(shù)據(jù)估計值；

8、將剩余各個測點的熱應力數(shù)據(jù)估計值和剩余各個測點的熱應力數(shù)據(jù)進行相關性計算，獲得相關系數(shù)；

9、改變形狀參數(shù)的值，獲取不同形狀參數(shù)下的剩余各個測點的相關系數(shù)；

10、在不同形狀參數(shù)下的相關系數(shù)中，選取相關系數(shù)最接近1的形狀參數(shù)作為最終形狀參數(shù)，以全部測點作為參考點，獲取最終權重系數(shù)；

11、以所有測點作為參考點，根據(jù)最終權重系數(shù)和最終形狀參數(shù)，獲取任一位置的熱應力，完成鍋爐水冷壁熱應力反演。

12、優(yōu)選地，選取70％～80％的測點作為參考點。

13、進一步地，根據(jù)各個參考點的熱應力數(shù)據(jù)，以某一形狀參數(shù)，獲取參考點對應的權重系數(shù)的方法為：

14、設置形狀參數(shù)；

15、獲取插值點到參考點的距離；

16、根據(jù)插值點到參考點的距離和形狀參數(shù)的值，計算核函數(shù)值；

17、根據(jù)核函數(shù)值，計算參考點對應的權重系數(shù)。

18、進一步地，所述根據(jù)插值點到參考點的距離和形狀參數(shù)的值，計算核函數(shù)值的方法為：

19、

20、其中，為核函數(shù)，li為插值點到各參考點的距離，ε為形狀參數(shù)。

21、進一步地，所述根據(jù)核函數(shù)值，計算參考點對應的權重系數(shù)的方法為：

22、

23、其中，測量的σ為參考點的熱應力數(shù)據(jù)值，n為參考點的個數(shù)，為各參考點的權重系數(shù)。

24、進一步地，所述在不同形狀參數(shù)下的相關系數(shù)中，選取相關系數(shù)最接近1的形狀參數(shù)作為最終形狀參數(shù)，以全部測點作為參考點，獲取最終權重系數(shù)的方法為：

25、在不同形狀參數(shù)下的相關系數(shù)中，選取相關系數(shù)最接近1的形狀參數(shù)作為最終形狀參數(shù)；

26、根據(jù)最終的形狀參數(shù)，獲取最終的核函數(shù)；

27、以全部測點為參考點，根據(jù)最終的核函數(shù)和全部測點的熱應力數(shù)據(jù)，獲得最終權重系數(shù)。

28、進一步地，所述以所有測點作為參考點，根據(jù)最終權重系數(shù)和最終形狀參數(shù)，獲取任一位置的熱應力，完成鍋爐水冷壁熱應力反演的方法為：

29、以所有測點為參考點，并獲得待測位置到參考點的距離，根據(jù)最終形狀參數(shù)，獲得最終核函數(shù)：

30、

31、根據(jù)最終核函數(shù)和最終權重系數(shù)，獲得待測位置的熱應力：

32、

33、其中，為最終核函數(shù)，lb為插值點即待測點到各參考點的距離，εb為最終形狀參數(shù)，σb為待測位置的熱應力，ωbσ為最終權重系數(shù)。

34、一種鍋爐水冷壁應力場反演方法系統(tǒng)，包括：

35、測點設置模塊：用于根據(jù)鍋爐水冷管壁劃分網(wǎng)格，設置測點；

36、測點熱應力數(shù)據(jù)獲取模塊：用于獲取各個測點的熱應力數(shù)據(jù)，并選取部分測點作為參考點；

37、參考點權重系數(shù)獲取模塊：用于根據(jù)各個參考點的熱應力數(shù)據(jù)，以某一形狀參數(shù)，獲取參考點對應的權重系數(shù)；

38、剩余測點熱應力數(shù)據(jù)估計模塊：用于根據(jù)參考點對應的權重系數(shù)，反演計算剩余各個測點的熱應力數(shù)據(jù)估計值；

39、相關系數(shù)獲取模塊：用于將剩余各個測點的熱應力數(shù)據(jù)估計值和剩余各個測點的熱應力數(shù)據(jù)進行相關性計算，獲得相關系數(shù)；

40、不同相關系數(shù)獲取模塊：用于改變形狀參數(shù)的值，獲取不同形狀參數(shù)下的剩余各個測點的相關系數(shù)；

41、最終權重系數(shù)獲取模塊：用于在不同形狀參數(shù)下的相關系數(shù)中，選取相關系數(shù)最接近1的形狀參數(shù)作為最終形狀參數(shù)，以全部測點作為參考點，獲取最終權重系數(shù)；

42、熱應力計算模塊：用于以所有測點作為參考點，根據(jù)最終權重系數(shù)和最終形狀參數(shù)，獲取任一位置的熱應力，完成鍋爐水冷壁熱應力反演。

43、一種終端設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如上述方法的步驟。

44、一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述方法的步驟。

45、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

46、本發(fā)明一種鍋爐水冷壁應力場反演方法，該方法通過在鍋爐水冷管壁劃分網(wǎng)格，設置測點并獲取各個測點的熱應力數(shù)據(jù)，選取部分測點作為參考點，并獲取除參考點以外的測點與參考點的距離信息；然后，根據(jù)各個參考點的熱應力數(shù)據(jù)，以某一形狀參數(shù)，獲取參考點對應的權重系數(shù)；根據(jù)參考點對應的權重系數(shù)和參考點以外的測點與參考點的距離信息，反演計算剩余各個測點的熱應力數(shù)據(jù)估計值，并將剩余各個測點的熱應力數(shù)據(jù)估計值和剩余各個測點的熱應力數(shù)據(jù)進行相關性計算，獲得相關系數(shù)；改變形狀參數(shù)的值，獲取不同形狀參數(shù)下的剩余各個測點的相關系數(shù)；在不同形狀參數(shù)下的相關系數(shù)中，選取相關系數(shù)最接近1的形狀參數(shù)作為最終形狀參數(shù)，以全部測點作為參考點，此時獲得的權重系數(shù)作為最終權重系數(shù)；根據(jù)最終權重系數(shù)和最終形狀參數(shù)，并以所有測點作為參考點，可獲得任一位置的熱應力，完成鍋爐水冷壁熱應力反演。測點該方法根據(jù)布置熱應力測點實時測量值，解析矩陣得到任意時刻不同形狀參數(shù)及對應插值反演權重系數(shù)，確定最佳形狀參數(shù)及熱應力權重系數(shù)，得到該某一時刻的徑向基函數(shù)熱應力插值反演的最終結果，確保每一時刻的熱應力反演均得到獨立優(yōu)化。通過對參考點的隨機選取可一定程度上避免某一測點測量數(shù)值誤差較大帶來的精度問題，提高熱應力反演過程的準確性。該方法能反演整個熱應力場任意時刻任意坐標點上的熱應力數(shù)值，采用的插值算法為徑向基函數(shù)插值算法，避免了反距離權重插值法中插值數(shù)值永遠小于參考點最大數(shù)值的局限性，與實際生產(chǎn)情況更接近。另外，該方法通過對某一時刻的最佳形狀參數(shù)的確定，對熱應力反演分布數(shù)據(jù)進行優(yōu)化，保證了不同時刻熱應力反演分布的優(yōu)化的獨立性，進一步提升熱應力反演的準確性。

47、本發(fā)明還提供一種鍋爐水冷壁應力場反演方法系統(tǒng)，通過設置測點設置模塊、測點熱應力數(shù)據(jù)獲取模塊、參考點權重系數(shù)獲取模塊、剩余測點熱應力數(shù)據(jù)估計模塊、相關系數(shù)獲取模塊、不同相關系數(shù)獲取模塊、最終權重系數(shù)獲取模塊和熱應力計算模塊，實現(xiàn)了在鍋爐水冷管壁劃分網(wǎng)格，設置測點并獲取各個測點的熱應力數(shù)據(jù)，選取部分測點作為參考點，并獲取除參考點以外的測點與參考點的距離信息；根據(jù)各個參考點的熱應力數(shù)據(jù)，以某一形狀參數(shù)，獲取參考點對應的權重系數(shù)；根據(jù)參考點對應的權重系數(shù)和參考點以外的測點與參考點的距離信息，反演計算剩余各個測點的熱應力數(shù)據(jù)估計值，并將剩余各個測點的熱應力數(shù)據(jù)估計值和剩余各個測點的熱應力數(shù)據(jù)進行相關性計算，獲得相關系數(shù)；改變形狀參數(shù)的值，獲取不同形狀參數(shù)下的剩余各個測點的相關系數(shù)；在不同形狀參數(shù)下的相關系數(shù)中，選取相關系數(shù)最接近1的形狀參數(shù)作為最終形狀參數(shù)，以全部測點作為參考點，此時獲得的權重系數(shù)作為最終權重系數(shù)；根據(jù)最終權重系數(shù)和最終形狀參數(shù)，并以所有測點作為參考點，可獲得任一位置的熱應力，完成鍋爐水冷壁熱應力反演。測點該系統(tǒng)能反演整個熱應力場任意時刻任意坐標點上的熱應力數(shù)值，且反演結果與實際生產(chǎn)情況更接近，結構簡單，可靠性高。

48、本發(fā)明還提供一種終端設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述方法的步驟。設備結構簡單，改造成本低，資源占據(jù)小。

49、一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述方法的步驟。該存儲介質便攜性好，通用性強。