本發(fā)明涉及電力電子與變頻,尤其涉及一種燃機機組靜止變頻的智能調(diào)控方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、隨著運行時間的增加,燃機機組的性能會逐漸下降,故障發(fā)生的頻率也會增加。這不僅會影響生產(chǎn)效率,還會導致維護成本的增加和運行風險的提升。傳統(tǒng)的燃氣輪機維護方式主要依賴定期維護和事后維護,即根據(jù)預定的時間間隔對設備進行檢查和維修,或者在設備發(fā)生故障后進行修理,現(xiàn)有的燃機機組維護方式和監(jiān)測系統(tǒng)在提高設備可靠性、降低維護成本、保障生產(chǎn)安全等方面存在諸多不足。隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,對設備維護和管理提出了更高的要求,需要一種更加高效、智能的維護方式和監(jiān)測系統(tǒng)來解決傳統(tǒng)維護方式的不足,提升設備的運行效率和可靠性。
2、一些先進的勵磁系統(tǒng)可能集成了智能化監(jiān)控和遠程控制功能,能夠通過網(wǎng)絡實時監(jiān)測和調(diào)整機組的運行狀態(tài),提升運維效率和故障診斷能力。燃機機組勵磁系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是不斷向數(shù)字化、智能化和高效能方向發(fā)展,以滿足日益復雜和高要求的電力市場需求。
3、綜上所述,一種燃機機組靜止變頻的智能調(diào)控方法主要解決提高燃機機組勵磁系統(tǒng)的響應速度、精確度和穩(wěn)定性,以應對電網(wǎng)頻率和負載變化。特別是需要解決傳統(tǒng)系統(tǒng)在能效和可靠性上的局限,通過數(shù)字化控制和智能化監(jiān)控技術(shù),實現(xiàn)更高效能的電壓控制和操作管理。此外,還需考慮系統(tǒng)在長期運行中的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性,以滿足現(xiàn)代電力市場對高效、可靠電力供應的需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,提出了本發(fā)明。
2、因此,本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:通過引入先進的傳感器技術(shù)和數(shù)據(jù)分析方法,全面提升燃機機組的監(jiān)測、評估和維護能力,確保設備的高效、安全運行,為工業(yè)生產(chǎn)提供強有力的技術(shù)支持。
3、為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案,一種燃機機組靜止變頻的智能調(diào)控方法,包括:利用傳感器實時采集燃機機組的運行數(shù)據(jù),并對運行數(shù)據(jù)進行預處理;利用統(tǒng)計分析算法對運行數(shù)據(jù)實時分析處理得到運行狀態(tài)評分;利用維護需求預測模型,對運行狀態(tài)評分進行計算,預測維護需求;根據(jù)維護需求預測結(jié)果,制定智能調(diào)控策略,提高變頻器響應速度。
4、作為本發(fā)明所述的一種燃機機組靜止變頻的智能調(diào)控方法的一種優(yōu)選方案,其中:所述運行數(shù)據(jù)包括燃機機組的電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、振動數(shù)據(jù)以及負載數(shù)據(jù)。
5、作為本發(fā)明所述的一種燃機機組靜止變頻的智能調(diào)控方法的一種優(yōu)選方案,其中:所述預處理包括對運行數(shù)據(jù)進行歸一化處理,表示為:
6、
7、其中,d(t)表示運行數(shù)據(jù),t表示時間,dnorm(t)表示歸一化處理后生成的數(shù)據(jù),μd表示對運行數(shù)據(jù)d(t)的均值,σd表示對運行數(shù)據(jù)d(t)的標準差。
8、作為本發(fā)明所述的一種燃機機組靜止變頻的智能調(diào)控方法的一種優(yōu)選方案,其中:所述統(tǒng)計分析算法表示為:
9、
10、其中,s(t)表示運行狀態(tài)評分,k表示正系數(shù),wi表示權(quán)重系數(shù),fi(t)表示時間t的不同特征值。
11、作為本發(fā)明所述的一種燃機機組靜止變頻的智能調(diào)控方法的一種優(yōu)選方案,其中:所述維護需求預測模型表示為:
12、m(t)=αs(t)+(1-α)mhist+γdnorm(t)
13、其中,m(t)表示時間t的預測維護需求,α表示調(diào)節(jié)因子,mhist表示已經(jīng)測得數(shù)據(jù)的加權(quán)平均值,γ表示歸一化數(shù)據(jù)的調(diào)整因子;
14、當m(t)>β時,系統(tǒng)判斷當前維護狀態(tài)為緊急維護狀態(tài),當m(t)=β時,為預防性維護狀態(tài),當m(t)<β時,為常規(guī)維護狀態(tài),其中,β表示警戒閾值。
15、作為本發(fā)明所述的一種燃機機組靜止變頻的智能調(diào)控方法的一種優(yōu)選方案,其中:所述制定智能調(diào)控策略包括,當系統(tǒng)判斷為緊急維護狀態(tài)時,根據(jù)當前維護狀態(tài)制定智能調(diào)控策略,進行初步調(diào)整,調(diào)整變頻器控制參數(shù),提高響應速度,減少系統(tǒng)壓力,根據(jù)初步調(diào)整結(jié)果,若初步調(diào)整結(jié)果為維護完成時,則初步調(diào)整完成,并進行二次判斷,重新采集運行數(shù)據(jù),通過統(tǒng)計分析算法得到新的運行狀態(tài)評分s(t),判斷緊急維護狀態(tài)是否得到改善,若運行狀態(tài)評分s(t)下降,通過維護需求預測模型進行二次計算,得到系統(tǒng)進入預防性維護狀態(tài),則智能調(diào)控策略有效;
16、當系統(tǒng)判斷為預防性維護狀態(tài),根據(jù)當前維護狀態(tài)制定智能調(diào)控策略,進行初步調(diào)整,調(diào)整變頻器工作頻率,保持最佳狀態(tài),避免維護狀態(tài)惡化,根據(jù)初步調(diào)整結(jié)果,若初步調(diào)整結(jié)果顯示維護完成時,則初步調(diào)整完成,并進行二次判斷,重新采集運行數(shù)據(jù),通過統(tǒng)計分析算法得到新的運行狀態(tài)評分s(t),判斷預防性維護狀態(tài)是否得到改善,若運行狀態(tài)評分s(t)下降,通過維護需求預測模型二次計算,得出系統(tǒng)進入常規(guī)維護狀態(tài),則智能調(diào)控策略有效;
17、當系統(tǒng)判斷為常規(guī)維護狀態(tài),根據(jù)當前維護狀態(tài)制定智能調(diào)控策略,進行初步維護,維持變頻器控制參數(shù),維持系統(tǒng)穩(wěn)定運行,根據(jù)初步維護結(jié)果,若初步維護結(jié)果保持穩(wěn)定時,則初步維護完成,并進行二次判斷,重新采集運行數(shù)據(jù),通過統(tǒng)計分析算法得到新的運行狀態(tài)評分s(t),判斷常規(guī)維護狀態(tài)是否穩(wěn)定,若運行狀態(tài)評分s(t)在正常范圍內(nèi),通過維護需求預測模型重新計算,得出系統(tǒng)處于常規(guī)維護狀態(tài),則智能調(diào)控策略有效。
18、作為本發(fā)明所述的一種燃機機組靜止變頻的智能調(diào)控方法的一種優(yōu)選方案,其中:所述調(diào)整變頻器控制參數(shù)表示為:
19、
20、其中,knew表示新變頻器控制參數(shù),kold表示舊變頻器控制參數(shù),η表示學習率,k表示變頻器控制參數(shù),表示運行狀態(tài)評分s(t)對控制參數(shù)k的梯度,通過計算梯度,調(diào)整控制參數(shù)k減少運行狀態(tài)評分s(t);
21、調(diào)整變頻器工作頻率表示為:
22、
23、其中,fnew表示新變頻器工作頻率,fold表示舊變頻器工作頻率,b表示運行狀態(tài)評分對工作頻率的線性相關(guān)的關(guān)系系數(shù),a表示運行狀態(tài)評分對工作頻率的對數(shù)關(guān)系系數(shù),通過迭代計算,得到函數(shù)的極值,找到最優(yōu)工作頻率;
24、維持變頻器控制參數(shù)表示為:
25、knew=kold-η(s(t)-starget)
26、其中,starget表示目標運行狀態(tài)評分,根據(jù)運行狀態(tài)評分與目標運行狀態(tài)評分之間的差異判斷維持變頻器控制參數(shù);
27、當運行狀態(tài)評分和目標狀態(tài)評分相同,則表示維持變頻器控制參數(shù)成功。
28、本發(fā)明的另外一個目的是提供一種燃機機組靜止變頻的智能調(diào)控系統(tǒng),提升靜止變頻系統(tǒng)在多臺機組共用一臺裝置時的經(jīng)濟性和效率,具體而言,需解決維護工作量大、設備安裝布置不靈活、啟動過程中系統(tǒng)沖擊、對電機結(jié)構(gòu)特殊要求、經(jīng)濟性問題、控制策略不夠精細、保護功能不足及與現(xiàn)有系統(tǒng)的兼容性等技術(shù)難題,本發(fā)明在通過創(chuàng)新設計和技術(shù)改進,提高設備的利用效率和經(jīng)濟性,使其能夠更有效地支持多臺機組的運行,從而降低整體運營成本并提升系統(tǒng)的可持續(xù)性和競爭力。
29、為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種燃機機組靜止變頻的智能調(diào)控系統(tǒng),包括:預處理模塊、狀態(tài)分析模塊、需求預測模塊以及智能調(diào)控模塊;
30、所述預處理模塊包括對采集到的運行數(shù)據(jù)進行歸一化預處理的操作,保證后續(xù)數(shù)據(jù)分析的準確性和有效性;
31、所述狀態(tài)分析模塊包括利用統(tǒng)計分析算法對運行數(shù)據(jù)進行實時分析處理,得到運行狀態(tài),通過數(shù)據(jù)分析算法,識別燃機機組的當前狀態(tài);
32、所述需求預測模塊包括利用維護需求預測模型,對運行狀態(tài)進行計算,預測維護需求,通過運行數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)結(jié)果,預測維護需求;
33、所述智能調(diào)控模塊包括根據(jù)維護需求預測結(jié)果,制定智能調(diào)控方法,提高變頻器響應速度,通過綜合分析維護預測數(shù)據(jù),調(diào)整變頻器的工作參數(shù),實現(xiàn)智能調(diào)控。
34、一種計算機設備,包括存儲器和處理器,所述存儲器存儲有計算機程序,其特征在于,所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)一種燃機機組靜止變頻的智能調(diào)控方法的步驟。
35、一種計算機可讀存儲介質(zhì),其上存儲有計算機程序,其特征在于,所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)一種燃機機組靜止變頻的智能調(diào)控方法的步驟。
36、本發(fā)明的有益效果:通過使用靜止變頻技術(shù),顯著提升了系統(tǒng)的可靠性和降低了維護的工作量,本發(fā)明還優(yōu)化了設備的安裝布置,提供了靈活的選項以應對不同的空間限制和環(huán)境需求,從而優(yōu)化了設備的布局和使用效率。改進的啟動策略和控制技術(shù)有效減少了啟動過程中對電力系統(tǒng)的沖擊,增強了電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性,有助于延長設備使用壽命,本發(fā)明還通過引入精細的控制策略和增強的保護功能,擴展了靜止變頻的功能和應用范圍,支持復雜工況下的運行需求,顯著提升了靜止變頻器系統(tǒng)的整體性能和應用價值,對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和經(jīng)濟性產(chǎn)生積極影響。